
2.3. Расчет второго варианта усиления
Характеристики труб, которыми усиливают стойку (труба 70*4мм):
Характеристики стойки после усиления:
;
;
.
Эйлерова сила:
,
Начальный прогиб стойки до усиления с учётом случайного эксцентриситета:
,
где
- случайное значение начального
эксцентриситета.
Величина усилия, разгружающего стойку после усиления предварительно напряжёнными элементами
.
Случайное значение
относительного начального эксцентриситета
при
,
,
.
Прогиб стойки после её разгрузки на 115,8 кН:
Величина прогиба:
- для трубы диаметром
70*4мм,
.
.
Определяем количество промежуточных хомутов из уравнения:
Эйлерова сила для труб усиления
К = 1,9.
Примем два хомута, с установкой в третях длины стойки.
Определяем усилие самонатяжения хомутов при передаче усилия предварительного напряжения на усиливаемый стержень:
,
где f – стрелка выпучивания напрягаемого элемента под хомутом, определяемая для трубы:
,
где
- площадь и момент сопротивления трубы
70*4мм;
.
Проверяем устойчивость усиливаемого стержня в момент передачи на него усилия предварительного напряжения (поддомкрачивания с усилием Ny или отпуска затяжек элементов усиления).
Изгибающий момент, возникающий в усиливаемой стойке от самонатяжения хомутов:
.
Прогиб усиливаемой стойки от самонатяжения хомутов:
,
где
- эксцентриситет приложения силы.
Случайное
значение начального относительного
эксцентриситета усиливаемой стойки
при
,
.
Случайный эксцентриситет:
.
Эквивалентный эксцентриситет:
.
Условная гибкость
где
-
расчётное сопротивления стали.
Коэффициент влияния формы сечения (для двутаврового сечения):
.
Приведённый
эксцентриситет
.
Коэффициент
снижения расчётного сопротивления для
центрально – сжатого усиленного стержня
.
Проверка усиливаемого стержня на устойчивость:
.
Устойчивость усиливаемого стержня обеспечена.
Вычислим остаточный сварочный прогиб усиленной стойки.
Начальные напряжения в зоне сварных швов:
Определяем коэффициенты k1 и k2.
Определяем коэффициент распределения температурного поля шва между основным стержнем и элементом усиления:
,
где
средняя толщина полки двутавра,
средняя толщина
стенки трубы,
.
.
Определяем
коэффициенты
и
:
;
;
.
Остаточный сварочный прогиб относительно оси Х:
,
где
- коэффициент прерывности шпоночного
шва;
,
т.к. швы сплошные;
- коэффициент;
- коэффициент,
зависит от вида сварки; для ручной сварки
определяется по формуле:
,
- катет шва;
- соответственно
расстояние и коэффициент от оси до
центра тяжести соответствующего шва.
.
Полный прогиб усиленной стойки с учётом дополнительного прогиба сварки
.
Определяем расчётный эксцентриситет:
.
Определяем относительный эксцентриситет, как для сплошных стержней:
.
Условная гибкость
,
Коэффициент влияния формы сечения:
.
Приведённый
эксцентриситет
.
Коэффициент
снижения расчётного сопротивления для
центрально – сжатого усиленного стержня
.
Проверка усиливаемого стержня на устойчивость:
Устойчивость усиленного стержня в плоскости наибольшей жёсткости обеспечена.
Остаточный сварочный прогиб относительно оси Y :
где
коэффициент прерывности шпоночного
шва;
,
т. к. швы сплошные.
коэффициент:
0,84
коэффициент,
зависящий от вида сварки; для ручной
сварки определяется по формуле:
36190,48
катет шва;
соответственно
расстояние и коэффициент от оси Y
до центра тяжести соответствующего шва
.
Полный прогиб усиленной стойки с учётом дополнительного прогиба сварки
.
Определяем расчётный эксцентриситет:
Определяем относительный эксцентриситет, как для сплошных стержней:
;
Условная гибкость в плоскости наименьшей жёсткости:
Коэффициент
.
Приведённый эксцентриситет:
.
Коэффициент снижения расчётного сопротивления для центрально-сжатого усиленного стержня:
Проверка усиливаемого стержня на устойчивость:
;
.
Устойчивость усиленного стержня в плоскости наименьшей жёсткости обеспечена.
Список использованнОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Альбицкий С.А., Мошникова Е.А. Усиление стальных колонн предварительно напряжёнными элементами. Методические указания к выполнению расчётно–графической работы. – Архангельск: Издательство АГТУ, 2004г.
2 СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. – М.: Стройиздат, 1990г.