Список литературы
1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. – М.:Стройиздат, 1990.
2. Михайлов А. М. Металлические конструкции в примерах. Учеб. пособие для техникумов. - М.: Стройиздат, 1976.
3. Бельский М. Р., Лебедев А. Н. Усиление стальных конструкций. – Киев: Будiвельник, 1981.
4. Прицкер В. А. Владимирский В. А. Усиление металлических конструкций под нагрузкой при реконструкции. Учеб. Пособие. – М.: ИПКНЕФТЕХИМ, 1985.
5. Ребров И. С. Усиление стержневых металлических конструкций: Проектирование и расчет. – Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.
Продолжение прил. 3
|
№ двутавра |
Справочные значения для осей |
||||||
|
X – X |
Y – Y |
||||||
|
Ix, см4 |
Wx, см3 |
ix, см |
Sx, см3 |
Iy, см4 |
Wy, см3 |
iy, см |
|
|
1 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
10 |
198 |
39,7 |
4,06 |
23,0 |
17,9 |
6,49 |
1,22 |
|
12 |
350 |
58,4 |
4,88 |
33,7 |
27,9 |
8,72 |
1,38 |
|
14 |
572 |
81,7 |
5,73 |
46,8 |
41,9 |
11,50 |
1,55 |
|
16 |
873 |
109,0 |
6,57 |
62,3 |
58,6 |
14,50 |
1,70 |
|
18 |
1290 |
143,0 |
7,42 |
81,4 |
82,6 |
18,40 |
1,88 |
|
20 |
1840 |
184,0 |
8,28 |
104,0 |
115,0 |
23,10 |
2,07 |
|
22 |
2550 |
232,0 |
9,13 |
131,0 |
157,0 |
28,60 |
2,27 |
|
24 |
3460 |
289,0 |
9,97 |
163,0 |
198,0 |
34,50 |
2,37 |
|
27 |
5010 |
371,0 |
11,20 |
210,0 |
260,0 |
41,50 |
2,54 |
|
30 |
7080 |
472,0 |
12,30 |
268,0 |
337,0 |
49,90 |
2,69 |
|
33 |
9840 |
597,0 |
13,50 |
339,0 |
419,0 |
59,90 |
2,79 |
|
36 |
13380 |
743,0 |
14,70 |
423,0 |
516,0 |
71,10 |
2,89 |
|
40 |
19062 |
953,0 |
16,20 |
545,0 |
667,0 |
86,10 |
3,03 |
26
Рис. 1. Схема симметричного усиления стойки.
Начальный прогиб стойки до усиления с учетом случайного эксцентриситета:
,
где
–
случайное значение начального
эксцентриситета;
3,48
см.
Величина усилия, разгружающего стойку после усиления предварительно напряженными элементами
кН.
Случайное значение относительного
начального эксцентриситета при
,
=0,25;
см.
Прогиб стойки после ее разгрузки на 125 кН:
7
см
Предварительное напряжение усиливающих элементов может производиться как поддомкрачиванием, так и при помощи затяжек. Во время передачи усилия предварительного напряжения (разгружающего усилия) на основной стержень (усиливаемую стойку) устойчивость элементов усиления обеспечивается при помощи хомутов, прижимающих их к основному стержню. После поддомкрачивания или отпуска (разрезки) затяжек хомуты плотно затягивают, в результате чего основной и усиливающие стержни имеют одинаковый прогиб.
Величина прогиба:
см4 – для швеллера №12 [прил. 3].
см4.
см.
Определяем количество промежуточных хомутов из уравнения:
8
Приложение 3
Выборочный сортамент двутавров стальных горячекатаных
(по ГОСТ 8239-89)
|
№ двутавра |
Размеры |
Площадь поперечного сечения, см2 |
Масса 1 м, кг |
|||||
|
h |
b |
s |
t |
R |
r |
|||
|
не более |
||||||||
|
мм |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
10 |
100 |
55 |
4,5 |
7,2 |
7,0 |
2,5 |
12,0 |
9,46 |
|
12 |
120 |
64 |
4,8 |
7,3 |
7,5 |
3,0 |
14,7 |
11,50 |
|
14 |
140 |
73 |
4,9 |
7,5 |
8,0 |
3,0 |
17,4 |
13,70 |
|
16 |
160 |
81 |
5,0 |
7,8 |
8,5 |
3,5 |
20,2 |
15,90 |
|
18 |
180 |
90 |
5,1 |
8,1 |
9,0 |
3,5 |
23,4 |
18,40 |
|
20 |
200 |
100 |
5,2 |
8,4 |
9,5 |
4,0 |
26,8 |
21,00 |
|
22 |
220 |
110 |
5,4 |
8,7 |
10,0 |
4,0 |
30,6 |
24,00 |
|
24 |
240 |
115 |
5,6 |
9,5 |
10,5 |
4,0 |
34,8 |
27,30 |
|
27 |
270 |
125 |
6,0 |
9,8 |
11,0 |
4,5 |
40,2 |
31,50 |
|
30 |
300 |
135 |
6,5 |
10,2 |
12,0 |
5,0 |
46,5 |
36,50 |
|
33 |
330 |
140 |
7,0 |
11,2 |
13,0 |
5,0 |
53,8 |
42,20 |
|
36 |
360 |
145 |
7,5 |
12,3 |
14,0 |
6,0 |
61,9 |
48,60 |
|
40 |
400 |
155 |
8,3 |
13,0 |
15,0 |
6,0 |
72,6 |
57,00 |
25
Приложение 2
Сокращенный сортамент труб стальных электросварных прямошовных (по ГОСТ 10704-90)
|
Наружный диаметр трубы, мм |
Толщина стенки, мм |
Площадь сечения F,см2 |
Момент инерции I, см4 |
Момент сопротив-ления W, см3 |
Радиус инерции i, см |
Масса 1 м длины, кг |
|
60 |
2,5 |
4,52 |
18,7 |
6,23 |
2,03 |
3,55 |
|
3,5 |
6,21 |
24,9 |
8,3 |
2 |
4,88 |
|
|
4 |
7,04 |
27,7 |
9,24 |
1,99 |
5,52 |
|
|
70 |
2,5 |
5,3 |
30,2 |
8,65 |
2,39 |
4,16 |
|
3,5 |
7,31 |
40,5 |
11,6 |
2,35 |
5,74 |
|
|
4 |
8,29 |
45,3 |
12,9 |
2,34 |
6,51 |
|
|
76 |
3,5 |
7,97 |
52,5 |
13,8 |
2,57 |
6,26 |
|
4,5 |
10,1 |
64,8 |
17 |
2,53 |
7,93 |
|
|
5,5 |
12,2 |
76,1 |
20 |
2,5 |
9,56 |
|
|
5,5 |
13,4 |
101 |
24,3 |
2,75 |
10,51 |
|
|
89 |
3 |
8,1 |
75 |
16,9 |
3,04 |
6,36 |
|
3,5 |
9,4 |
86 |
19,3 |
3,02 |
7,38 |
|
|
4,5 |
11,9 |
107 |
24,1 |
3 |
9,38 |
|
|
5,5 |
14,4 |
126 |
28,3 |
2,96 |
11,33 |
|
|
102 |
3,5 |
10,8 |
131 |
25,7 |
3,48 |
8,5 |
|
4,5 |
13,8 |
164 |
32,2 |
3,45 |
10,82 |
|
|
5,5 |
16,7 |
195 |
38,2 |
3,42 |
13,09 |
|
|
114 |
3,5 |
12,1 |
186 |
32,6 |
3,92 |
9,54 |
|
4,5 |
15,5 |
232 |
40,7 |
3,87 |
12,15 |
|
|
5,5 |
18,7 |
277 |
48,6 |
3,84 |
14,72 |
|
|
127 |
3,5 |
13,6 |
259 |
40,8 |
4,36 |
10,66 |
|
4,5 |
17,3 |
325 |
51,2 |
4,33 |
13,6 |
|
|
5,5 |
21 |
388 |
61,2 |
4,3 |
16,48 |
|
|
152 |
4 |
18,6 |
510 |
67,1 |
5,24 |
14,6 |
|
5 |
23,1 |
624 |
82,2 |
5,2 |
18,13 |
|
|
168 |
5 |
25,6 |
851 |
101 |
5,77 |
20,1 |
|
6 |
30,5 |
1003 |
119 |
5,74 |
23,97 |
|
|
7 |
35,4 |
1 150 |
137 |
5,7 |
27,79 |
|
|
8 |
40,2 |
1 290 |
153 |
5,66 |
31,57 |
24
Эйлерова сила для швеллеров усиления
кН.
К=2,7
Принимаем три хомута с установкой через 2,5 м над узлами крепления поперечных связей.
Определяем усилие самонатяжения хомутов при передаче усилия предварительного напряжения на усиливаемый стержень:
,
где f - стрелка выпучивания напрягаемого элемента под хомутом, определяемая для швеллера
где
см3;
13,3
см2 – момент сопротивления и
площадь сечения швеллера №12 [прил. 3];
кН
Проверяем устойчивость усиливаемого стержня в момент передачи на него усилия предварительного напряжения (поддомкрачивания с усилием Ny или отпуска затяжек элементов усиления).
9
Изгибающий момент, возникающий в усиливаемой стойке от самонатяжения хомутов:
кН/м.
Прогиб усиливаемой стойки от самонатяжения хомутов:
Эксцентриситет
см
см.
Случайное значение начального
относительного эксцентриситета
усиливаемой стойки при
;
.
Случайный эксцентриситет:
см.
Эквивалентный эксцентриситет:
;
см;
;
Условная гибкость
;
где
МПа
– расчетное сопротивление стали.
Коэффициент влияния формы сечения (для двутаврового сечения):
10
Приложения
Приложение 1
Расчетные сопротивления листового, широкополосного универсального и фасонного проката по ГОСТ 27772–88 для стальных конструкций зданий и сооружений
|
|
Толщина |
Расчетное сопротивление3, МПа (кгс/см2), проката |
|||
|
Сталь |
проката, мм |
листового, широкополосного универсального |
фасонного |
||
|
|
|
Ry |
Ru |
Ry |
Ru |
|
С235 |
От 2 до 20 Св. 20 до 40 |
230 (2350) 220 (2250) |
350 (3600) 350 (3600) |
230 (2350) 220 (2250) |
350 (3600) 350 (3600) |
|
С245 |
От 2 до 20 Св. 20 до 30 |
240 (2450) – |
360 (3700) – |
240 (2450) 230 (2350) |
360 (3700) 360 (3700) |
|
С255 |
От 4 до 10 Св. 10 до 20 Св. 20 до 40 |
240 (2450) 240 (2450) 230 (2350) |
370 (3800) 360 (3700) 360 (3700) |
250 (2550) 240 (2450) 230 (2350) |
370 (3800) 360 (3700) 360 (3700) |
|
С275 |
От 2 до 10 Св. 10 до 20 |
270 (2750) 260 (2650) |
370 (3800) 360 (3700) |
270 (2750) 270 (2750) |
380 (3900) 370 (3800) |
|
С285 |
От 4 до 10 Св. 10 до 20 |
270 (2750) 260 (2650) |
380 (3900) 370 (3800) |
280 (2850) 270 (2750) |
390 (4000) 380 (3900) |
|
С345 |
От 2 до 10 Св. 10 до 20 Св. 20 до 40 |
335 (3400) 315 (3200) 300 (3050) |
480 (4900) 460 (4700) 450 (4600) |
335 (3400) 315 (3200) 300 (3050) |
480 (4900) 460 (4700) 450 (4600) |
|
С375 |
От 2 до 10 Св. 10 до 20 Св. 20 до 40 |
365 (3700) 345 (3500) 325 (3300) |
500 (5100) 480 (4900) 470 (4800) |
365 (3700) 345 (3500) 325 (3300) |
500 (5100) 480 (4900) 470 (4800) |
|
С390 |
От 4 до 50 |
380 (3850) |
530 (5400) |
– |
– |
|
С440 |
От 4 до 30 Св. 30 до 50 |
430 (4400) 400 (4100) |
575 (5850) 555 (5650) |
– – |
– – |
-, при
и
[1];
,
при
и
[1];
,
при
и
[1].
Для данного случая
.
Приведенный эксцентриситет
;
.
Коэффициент снижения расчетного сопротивления для центрально-сжатого усиленного стержня [1, прил. 6, табл. 74]:
Проверка усиливаемого стержня на устойчивость:
Устойчивость усиливаемого стержня обеспечена.
После разгрузки усиливаемого стержня (стойки) и плотного прижатия с помощью стяжных хомутов усиливающих элементов к усиливаемой стойке производят их соединение сваркой для обеспечения дальнейшей их полной совместной работы при увеличении нагрузки.
Вычислим остаточный сварочный прогиб усиленной стойки.
Начальные напряжения в зоне сварных швов:
,
где ух – ордината наиболее удаленных волокон относительно оси х.
11
;
.
Определяем коэффициенты
и
.
;
;
;
.
у1=у2=10 см.
Определяем коэффициент распределения температурного поля шва между основным стержнем и элементом усиления:
,
где
- средняя толщина полки двутавра;
-
средняя толщина полки швеллера;
- толщина стенки швеллера
Определяем коэффициенты
и
:
Остаточный сварочный прогиб:
,
12