37. Конструирование сжатых элементов металлических ферм.

Предельное состояние сжатых элементов ферм определяется их устойчивостью, поэтому проверка несущей способности элементов выполняется по формуле

(9.5)

где - коэффициент условий работы (по прил.14).

Т а б л и ц а 9.1. Подбор сечений стержней легких ферм

Коэффициент “ ”, является функцией гибкости и типа сечения (см. прил.8).

Для подбора сечения необходимо наметить тип сечения, задаться гибкостью стержня, определить коэффициент “ ” по прил.8 и найти требуемую площадь сечения

(9.6)

При предварительном подборе можно принять для поясов легких ферм , а для решетки . Большие значения гибкости применяются при меньших усилиях.

По требуемой площади подбирается по сортаменту подходящий профиль, определяются его фактические геометрические характеристики А, , , находятся ; . При большей гибкости уточняется коэффициент “ ” и проводится проверка устойчивости по формуле (9.5). Если гибкость стержня предварительно была задана неправильно и проверка показала перенапряжение или значительное (больше 5-10%) недонапряжение, то проводят корректировку сечения, принимая промежуточное значение между предварительно заданным и фактическим значениями гибкости. Второе приближение, обычно, достигает цели.

Местную устойчивость сжатых элементов можно считать обеспеченной, если толщина полок и стенок профилей больше, чем требуется из условия устойчивости.

38. Конструирование сварных стыков прокатных балок.

Различают несколько стыков 1) Заводские стыки 2) Монтажные или укрупнительные , выполняется на месте монтажа Заводсткие стыки выполняются сварными а монтажные – болтовыми, сварными, клеп-ми.

Характерные решения стыков балок: 1. Встык – наиболее простой тип стыка применяемый для соединения прокатных и составных балок в случае ручной сварки с обычным способом контролья шва. Расчетное сопротивление шва меньше чем расчетное сопротивление стали. Такие швы располагаются вмете где действующий изгибающий момент меньше максимального не менее чем на 15% Для уменьшения сварных напряжений в стыках больших составных балок применяют специальные технологические мероприятия. В таком стыке сначала сваривают швы стенок, а затем поясов, которые имеют наибольшую поперечную усадку. На заводе оставляются незаваренными участки поясных швов длиной примерно 500мм коорые дают возможность вытягиваться поясным листам при усадке швов. 2. Встык с усилением плок накладками. Накладка позволяет получить равнополочный стык при прямых швах в поясах. Расчетный момент в стыке воспринимается стыковым швом и поясной накладкой. M=W*Rwy+Nн*h отсюда находим Nн, а затем определяем требуемую площадь накладки по формуле: A=Nн/Ry Расчитываются угловые швы прикрепляющие накладку по каждой стороне стыка на усилие в накладке. Сварку начинают со стенки а за тем переходят к расчету и накладки. 3. При помощи накладок. Достоинством таокго стыка является простота выполнения не трубующая тщательной подгонки торцов балки, разделки кромок. Однако такой стык рекомендуется применять только при статических нагрузках из-за большой концентрации напряжений. Изгибающий момент в этом стыке передается через пояные накладки, а поперечная сила через 2х сторонние стеновые накладки. Усилие в пояной накладке N=M/h A=N/Ry Проверяются угловые швы прикрепляющие накладку к поясу на усилие N Сечение на кладки на стенках принимается конструктивно, и ее толщина принимаетяс равной толщине стенки балки. Ширина принимаетсяя конструктивно 150-200 мм. При большой попреречной силе швы в стеновой накладке проверяются на срез.

39. Характеристики основных профилей и их назначение.

Металлические конструкции формируются из профилей различной формы, которые изготавливаются на металлургческих заводах.

В стальных контсрукциях применяют листовую и профильную прокатную сталь. Профильная сталь делится на сортовую (круг, квадрат, полоса) и фасонную (уголки, дутавры, швейлеры) Кроме того применяют сортамент вторичных профилей.

1) Сталь прокатная толстолистовая δ=4-160мм L=2-12м В=600-3600мм 2) Сталь прокатная широкополосная универсальная δ=4-60мм L=5-12м В=200-1050мм 3) Сталь горячекатанная рулонная, ГОСТ 8597-87* δ=до 10мм L= – //– В=200-300мм 4) Сталь прокатная тонколистовая горячекатаная ГОСТ 3680-87* δ=0,2-3,9мм В=600-2000мм h=1,2-5м 5) Сталь листовая рифленая ГОСТ 8568-87 δ=2,5-8мм В=600-1400мм h=2-6,3м

Фасонная сталь. 1) Уголки. Сталь прокатная угловая равнополочная ГОСТ 8509-78 Вmin=20 мм tmin=3мм 2) Сталь прокатаная угловая неравнополочная ГОСТ 8510-87 В=25мм t=3мм b=16мм 3) Балки двутавровые ГОСТ 8239-78 Размеры двутавра определяются по его номеру, который соответсвует высоте двутавра в см. 4) Швеллеры ГОСТ 8240-78 5) Рельсы крановые ГОСТ 4121-72*

40. Расчет сварных соединений угловыми швами по металлу шва и по металлу границы сплавления.

Угловые швы – располагаются в углах образованных гранями соединяемых элементов. Для угловых швов проверяют прочность по 2 сечениям: 1) По металлу шва 2) По границе сплавления.

По металлу шва: N/(β_f*k_f*l_w)≤R_wf*γ_wf*γ_c β_f*k_f – расчетная толщина улового шва, где коэффициент β_f зависит от прочности стали, вида сварки, положения шва и определяется по таблице СниП l_w – длина шва принимаемая меньше его номинальной длины на 10мм R_wf – расчетное сопротивление углового соединения R_wf=0,55 R_un γ_wf – коэффициент учитывающий климатические условия

По границе сплавления: N/( β_f*k_f*l_w) ≤R_wz*γ_wz*γ_c R_wz=0,45 R_un

При действии изгибающего момента на прямоугольный элемент привариваемый угловыми швами проверку нормальных напряжений производят так же по 2м сечениям:

По металлу шва: σ_w=(3*M)/( β_f*k_f*l²_w)≤ R_wf*γ_wf*γ_c По границе сплавления: σ_w=(3*M)/( β_z*k_f*l²_w)≤ R_wz*γ_wz*γ_c При действии на угловые швы изгиба и среза суммарные напряжения проверяют по формулам:

По металлу шва: σ=√(τ²_w+ σ ²_w)≤ R_wf*γ_wf*γ_c

По границе сплавления σ=√(τ²_w+ σ ²_w)≤ R_wz*γ_wz*γ_c Где τ_w=N/((β-k_f)Σl_w) σ _w=3*N*e/(β*k_f*l²_w)