МК задачи

Контрольные вопросы к упражнениям 1.1, 1.2

1.Какими соображениями руководствуются при выборе строительной стали?

2.В зависимости от чего конструкции различают по группам?

3.Чем различаются климатические районы?

4.Как определить климатический район для заданной местности?

5.Как влияет температурный режим эксплуатации конструкций

(отапливаемое или неотапливаемое здание) на выбор стали?

6. Как практически выбрать сталь по СНиП II-23-81* или по

СП 53-102-2004?

7.Как влияет отсутствие сварных соединений на выбор стали для элементов конструкций?

8.Можно ли принимать более качественные стали, чем минимально

требуемые? Если да, то при каких условиях?

9. Что значат цифры для стали С345 в графах таблицы 50*

СНиП II-23-81* или таблицы В.1 СП 53-102-2004? 10.Что значат Ryn и Run, и как они определяются?

11.Что такое Ry и Ru и как они связаны с Ryn и Run?

12.Как получают расчетные сопротивления сталей срезу Rs, смятию Rp и

т.д.?

13.Как и почему влияет толщина и способ проката на величины Ry и Ru? 14.Какие факторы влияют на выбор материалов для электродуговой

сварки?

15.Что значит буква «А» в марках электродов для ручной сварки (Э42А,

Э50А и т.д.)?

16.Как определяют расчетные характеристики наплавленного металла?

9

2. РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ УПРАЖНЕНИЯ 2.1; 2.2

Электродуговая сварка является основным способом соединения деталей в металлических конструкциях. В расчетах обычно определяют требуемые размеры сварных швов или проверяют прочность сварных соединений.

Упражнение 2.1

Расчет стыкового шва Пример выполнения упражнения

Руководствуясь разделами 11 и 12 СНиП II-23-81*, разделом 15.1

СП 53-102-2004, проверить прочность стыкового шва стальных листов стенки балки при следующих данных (шифр 760):

1.Расчетные усилия М = 300 кН м, Q = 600 кН;

2.Конструкция 3-й группы;

3.Климатический район I1;

4.Здание неотапливаемое;

5.Сварка полуавтоматическая без физического контроля качества шва.

t =10

10

Решение

1. Выбираем материал листов и его расчетные характеристики (таблицы 50* и

51* [1]).

Сталь С345-2.

Ry = 33,5 кН/см2 (лист t до 10 мм).

2. Выбираем материалы для полуавтоматической сварки (таблица 55* [1]).

Принимаем: флюс АН-47 по ГОСТ 9087-81*;

проволоку Св-10НМА по ГОСТ 2246-70*.

3. Расчетные прочностные характеристики металла сварного стыкового шва

(п. 3.4; таблица 3 [1])

Rwy = Ry = 33,5 кН/см2 при сжатии;

Rwy = 0,85Ry = 0,85·33,5 = 28,5 кН/см2 при растяжении; Rws = 0,58Ry = 19,4 кН/см2 при срезе.

4. Соединение проверяем на прочность по приведенным напряжениям по формуле:

где lw = h - 2t = 140 - 2·1 = 138 см – расчетная длина шва без вывода шва на подкладки; γс = 1 – коэффициент условий работы (таблица 6 [1]).

При заданных усилиях и параметрах шва

Прочность соединения обеспечена.

Примечание. Если условие прочности не выполняется надо или увеличить lw,

выведя шов на подкладки, или увеличить сечение соединяемых листов, или обеспечить физический контроль качества швов, или применить косой

(наклонный) сварной шов и повторить проверку прочности швов.

12

Упражнение 2.2

Конструирование и расчет соединения угловыми швами

Пример выполнения упражнения

Руководствуясь разделом 11 СНиП II-23-81*, разделом 15.1 СП 53-102-2004,

рассчитать и сконструировать сварное соединение 2 ∟100×8 с листом

(фасонкой) tф = 10 мм при следующих данных (шифр 760).

1.Расчетное усилие 350 кН;

2.Здание неотапливаемое;

3.Группа конструкций 2;

4.Уровень ответственности II;

5.Климатический район I1;

6.Сварка полуавтоматическая.

Решение

1. В качестве материала конструкции принимаем сталь С345-4 с Run = 49,0 кН/см2; Ry = 33,5 кН/см2 (по таблицам 50* и 51* [1]).

2. По таблице 55* [1] выбираем материалы для полуавтоматической сварки:

флюс АН-47 по ГОСТ 9087-81*;

проволока Св-10НМА dпров = 2 мм по ГОСТ 2246-70*. 3. Расчетные сопротивления:

металла шва Rwf = 24,0 кН/см2 (таблица 56 [1]);

металла границы сплавления Rwz = 0,45Run = 0,45·49,0 = 22,05 кН/см2

(таблица 3 [1]).

4. Исходя из формулы (120) п.11.2*. [1], определяем требуемую длину швов для прикрепления одного уголка (на одну сторону соединения) по прочности металла шва

При этом принимаем:

kf = 0,6 см (kf, min = 4 мм (таблица 38* [1]), kf, max = 1,2·0,8 = 0,9 см (п. 12.8. [1]));

13

βf = 0,9 (по таблице 34* [1] при kf = 6 мм, dпров = 2 мм, положение шва – в лодочку);

γn = 0,95 (по Приложению 7 [2], при нормальном уровне ответственности);

γс = 0,9 (по п. 5. таблицы 6* [1]);

γwf = 1 (согласно п. 11.2*. [1]).

5. Исходя из формулы (121) п.11.2*. [1], определяем требуемую длину швов на одну сторону соединения по прочности металла границы сплавления

При этом принимаем:

kf = 0,6 см; βz = 1,05 (по таблице 34* [1] при тех же данных); γn = 0,95; γс = 0,9;

γwz = 0,85 (согласно п. 11.2*. [1]).

6. В качестве расчетной длины принимаем lw = 15,6 см и распределяем ее на перо и обушок уголка:

,

,

где 0,7 и 0,3 – коэффициенты, учитывающие смещение центра тяжести уголка к его обушку; 1 см – добавляется к расчетной длине шва на некачественность шва по концам.

Примечание. и округляют до целых чисел, принимая не менее

4kf + 1 см и не менее 50 мм (п. 12.8. [1]).

Эскиз соединения

15

Контрольные вопросы к упражнениям 2.1, 2.2

1.Как определить расчетные сопротивления Rwy и Rws для стыковых швов?

2.Как принимают расчетную толщину и длину стыкового шва?

3.В каких случаях вместо Rwy следует принимать Rwu/γu?

4.В каких случаях применяют разделку кромок соединяемых элементов?

5.Что вычисляют и проверяют по формуле

6.Как определяют расчетные сопротивления Rwf и Rwz?

7.Как происходит разрушение угловых швов, и почему при их расчете используют два расчетных сопротивления?

8.Что такое лобовые и фланговые угловые швы, и есть ли разница в их

работе и характере разрушения? Есть ли отличия в их

расчете по СНиП, СП?

9.Как принимают высоту углового шва по катету, и какие есть ограничения на kf, min, kf, max?

10.Как принимают расчетную длину углового шва, какая длина шва указывается на чертеже?

11.Какими условиями ограничивается максимальная длина угловых фланговых швов?

12.Как принимают минимальную расчетную длину углового шва, какая длина шва указывается на чертеже в этом случае?

13.Что должно быть указано на чертеже для расчетных угловых швов?

14.Какие конструктивные меры и для чего принимают при выполнении

сварных соединений в конструкциях, воспринимающих динамические и

вибрационные нагрузки?

16

3. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ УПРАЖНЕНИЯ 3.1; 3.2

Болтовые соединения широко используют при монтаже и укрупнительной сборке металлических конструкций. Различают болтовые соединения, работающие на сдвиг, и сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах. В первых – усилия передаются через болты или через площадки смятия соединяемых элементов в отверстиях под болты, во вторых

– за счет сил трения между соединяемыми элементами. В тех и других соединениях целью расчета является или определение требуемого количества болтов для передачи заданного усилия, или проверка прочности соединения.

Упражнение 3.1

Конструирование и расчет болтового соединения

Пример выполнения упражнения

листом (фасонкой) tф = 12 мм на болтах класса точности В и класса прочности

6.6 при следующих данных (шифр 760):

1.Статическое расчетное усилие N = 300 кН;

2.Здание неотапливаемое;

3.Группа конструкции 2;

4.Уровень ответственности III;

5.Климатический район II5.

Прочность фасонки в данном примере считается заведомо обеспеченной.

17