Металлические конструкции

1. Расчет стальных растянутых элементов и сжатых осевой силой: по прочности; по устойчивости.

Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N, следует выполнять по формуле:

N Ry γc .

An

Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле:

N Ry γc . При l/a≤5-элемент рассчитывается только по прочности

A

f ( )

lef

i

lef lg

при λ 4,5

Численные значения приведены в таблице

2. Расчет стальных изгибаемых элементов: по прочности; по устойчивости; по деформациям.

Расчет на прочность элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле:

Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, следует выполнять по формуле:

Mx My R y γc

Wx Wy

Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, следует выполнять по формуле:

M Ry γc ,

bWc

где Wc – следует определять для сжатого пояса;

b – балочный коэффициент, определяемый по таблице

При определении значения b за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние

между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами продольных или поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей lef = l (где l –

пролет балки) за расчетную длину консоли следует принимать: lef = l при отсутствии закрепления

сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l – длина консоли); расстояние между точками закреплений сжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

Расчет по деформациям:

5 qnl4 ( )u , -для балки

384 EI

где ( )u - предельное значение, устанавливаемое в зависимости от вида конструкций.

В общем случае считаем интеграл Мора:

При определении деформаций можно воспользоваться справочниками проектировщика, которые дают расчетные формулы для различного вида нагрузок. При их различных сочетаниях деформации суммируются.

3. Расчет стальных внецентренно растянутых и внецентренно сжатых элементов: по прочности; по устойчивости.

1. Расчет по прочности:

При l/a≤5-элемент рассчитывается только по прочности, причем расчет можно выполнять по упругой стадии или с учетом развития пластических деформаций.

По упругой стадии:

С учетом развития пластических деформаций:

n – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций

2. Расчет по устойчивости:

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует выполнять как в плоскости действия момента (плоская форма потери устойчивости), так и из плоскости действия момента (изгибно-крутильная форма потери устойчивости).

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов постоянного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле:

NA Ry γc .

e

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия момента при изгибе их в плоскости наибольшей жесткости (Jx Jy), совпадающей с

плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

N Ry γc , c y A

где с – коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п. 5.31;

y – коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п. 5.3 настоящих норм.

Коэффициент с следует определять:

при значениях относительного эксцентриситета mx 5 по формуле

где и – коэффициенты, принимаемые по таблице, Мх – часть изгибающего момента

относительно оси х

5. Работа и расчет стыковых сварных соединений.

Rws Rs 0, 58Ry расчетное сопротивление на сдвиг

6. Работа и расчет угловых сварных швов и соединений внахлестку.

Напряжения в швах распределяются неравномерно, достигая максимальных значений у краев. У флангового шва эта неравномерность выражена более ярко. В лобовом шве напряжения по длине распределяются более равномерно, но крайне неравномерно по толщине. Расчетными сечениями углового шва являются сечения по наплавленному металлу и по границе сплавления основного и наплавленного металлов. Расчет выполняется по обоим характерным сечениям:

зависимости от расчетной температуры и прочности наплавленного металлав зависимости от вида сварки в СП их нет

По длине сварного шва принимаются размеры накладки.

7. Работа и расчет соединений на обычных болтах: на сдвиг; на растяжение; проверка прочности ослабленных сечений.

1) На сдвиг:

Листы, сдвигаясь, прижимаются к стержням болтов, при этом происходит смятие как листов, так и болтов, а сдвигающиеся элементы как ножницы могут разрезать стержни болтов, т е их стержни работают на срез. По этим двум напряженным состояниям и определяется несущая способность болтов в соединении:

На срез : Nbs Rbs Ab b ns

На смятие : Nbp Rbp d b tmin

Rbs , Rbp расчетные сопротивления болта на срез и смятие соответственно

Ab брутто

b коэффициент условий работы болта в зависимости от класса

точности и количества болтов Количество болтов :

2) На растяжение:

Фланцевое соединение :

Nbt Rbt Abn

Abn нетто Число болтов :

3) Проверка прочности ослабленных сечений:

Отверстия под болты ослабляют сечение основного металла и он может разрушиться путем разрыва

Диаметр отверстия :

d0 d (2 3мм)

An1 (t1 t3 )(b 2d0 ) An 2 t2 (b 2d0 )

Проверка :

8. Работа и расчет соединений на высокопрочных болтах; проверка прочности ослабленных сечений.

Высокопрочные болты устанавливают в соединении и сильно затягивают до определенного усилия специальными ключами с индикаторами, показывающими величину крутящего момента. После приложения сдвигающего усилия между соединяемыми поверхностями возникают большие силы трения за счет которых и работает рассматриваемый тип соединения. Для повышения этих сил используют специальные методы обработки поверхностей: зачистка стальными щетками, обжиг газопламенными горелками, дробеструйная обработка и пескоструйная обработка. Для такого соединения несущая способность 1-го болт на 1 плоскость трения определяется по формуле:

коэффициент трения

b коэффициент условий работы

болта в соединениях : 0, 8 5 n 10

0, 9 n 5 1 n 10

h коэффициент надежности в зависимости от способа обработки и т д

nt общее число болтоконтактов

nb число болтоконтактов в соединении

9. Подбор сечения, проверки прочности, устойчивости и жесткости стальных прокатных балок. 1) Подбор

q qп qвр

Wтреб M max сортамент

Ry c

Балки, несущие статическую нагрузку и постоянного сечения, допускается подбирать с учетом развития пластических деформаций:

Af площадь полок

Aw площадь стенки

2)Проверка прочности

M max Ry c по упругой стадии

Wфакт

Проверка на касательные не требуется

3) Проверка устойчивости

Wcжатых

b f (hb , b, I x , I y , It , lef )

Если сверху стальной настил либо железобетонные балки устойчивость не теряется

4) Проверка жесткости

5 qnl4 ( )u , 384 EI

где ( )u - предельное значение, устанавливаемое в зависимости от вида конструкций.

В общем случае считаем интеграл Мора:

10. Подбор сечения стальных составных балок.

1) Статический расчет- M max , Qmax

Окончательно принимаем высоту как можно ближе к оптимальной, но не мене минимальной и с учетом ширины прокатываемых листов.

3) Толщина стенки:

t kQmax -в соответствии с прокатной толщиной hRs

4) Полка Когда принята высота и найдена толщина стенки, параметры стенки полностью определены, тогда:

Первый член, относящийся к собственному моменту инерции полки мал и при подборе сечения им можно пренебречь. Тогда