1.2. Расчет соединений металлоконструкций

1.2.1. Сварные соединения

Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на условный срез по двум сечениям

По металлу шва N / (b_f k_f l_w)£ Rw_{f gwf gc} , (1.1)

По металлу границы сплавления N / (b_z k_f l_w)£ Rw_z gw_z g_c , (1.2)

где gw_f и gw_z - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в I; II₂; I₂; II₃ климатических районах, для которых gw_f =0,85; а также в случае Rw_uп=410 МПа ; gw_z =0,85 - для всех сталей; b_f и b_z - коэффициенты, принимаемые по табл. 1 приложения 5; Rw_f - расчетное сопротивление металла шва, по табл. 1.3 .

Rw_z=0,45 R_uп ; где R_uп - принимается по табл.3 приложения 2.

l_w – расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10мм. По конструктивным соображениям минимальные толщины швов принимаются согласно табл.2 приложения 5.

Таблица 1.3

Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений

Сварочные материалы			Rwuп ,МПа, (кН/см2)	Rwf ,МПа, (кН/см2)
Тип электрода	Марка проволоки
Э42, Э42А	Св-08, Св-08А	410(42)			180(18)
Э46, Э46А	Св-08ГА	450(46)			200(20,5)
Э50, Э50А	Св-10ГА, Св-10Г2С	490(50)			215(22)

1.2.2. Болтовые соединения

Расчетное усилие N_b , воспринимаемое одним болтом нормальной точности на срез: N_b = R_bs g_b A n_s , (1.3);

на смятие: N_b =R_bpgbd St , (1.4)

где R_bs расчетное сопротивление болтов срезу R_bp расчетное сопротивление болтов смятию g_b коэффициент условий работы соединения

n_s число плоскостей среза одного болта d наружный диаметр стержня одного болта; St суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении; A расчетная площадь сечения стержня болта.

Количество болтов в соединении определяется по минимальному усилию.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:

Q_bh = k R_bh g_b A_bh m / g_h , (1.5)

где k - количество поверхностей трения соединяемых элементов;

R_bh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта; R_bh=0,7R_bun; R_bun - наименьшее временное сопротивление; m - коэффициент трения; g_b - коэффициент условий работы соединения; A_bh - площадь сечения болта нетто; g_h - коэффициент надежности.

1.3. Курсовая работа, содержание и оформление

Настоящее пособие призвано ознакомить студентов, выполняющих курсовую работу по металлическим конструкциям, с некоторыми компоновочными схемами балочных клеток, рабочих площадок промышленных цехов, конструктивными решениями балок различных статических схем, колонн разных типов сечений, узлов опирания балок на колонны и колонн на фундаменты.

Курсовая работа является разновидностью реального проектирования и решает ряд учебных задач:

• освоение методики компоновки простейших сооружений, выполняемых в металле;

• решение вопросов, связанных с правильным выбором расчетных схем элементов, входящих в состав сооружения;

• сбор нагрузки;

• выполнение силовых и конструктивных расчетов для обеспечения необходимой прочности, жестокости и устойчивости отдельных конструктивных элементов;

• конструирование элементов, их узлов и сопряжений.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки и чертежа.

Данные на проектирование приведены в приложении 1 и выбираются в соответствии с шифром, выданным кафедрой.

Текст записки выполняется на листах стандартной бумаги А4 с одной или двух сторон в объеме 20-30 страниц в соответствии с ЕСКД 2.105-79.

В пояснительной записке, кроме необходимых вычислений, обязательно приводятся все схемы, связанные с компоновкой сооружения, сбором нагрузок, силовыми и конструктивными расчетами, которые выполняются карандашом с соблюдением масштабов основных размеров. Содержание записки должно быть четким, сжатым, конкретным, последовательным и иметь ссылки на соответствующую нормативную и учебно-методическую литературу.

Расчеты и пояснения могут располагаться в порядке, предлагаемом настоящими указаниями. Особое внимание должно уделяться технико-экономическому обоснованию принимаемых решений, соблюдению размерностей величин при расчетах по формулам.

В конце пояснительной записки приводится список литературы, использованной при выполнении курсовой работы, подпись студента и дата выполнения работы.

Оформление графической части производится в соответствии с требованиями ЕСКД. Графическая часть работы выполняется на двух листах стандартного формата А2. На первом листе (стадия КМ) показывается схема рабочей площадки и основные наиболее характерные узлы, на втором листе (стадия КМД) - рабочие чертежи отправочных элементов главной балки и колонны со спецификацией. Возможно выполнение чертежей на компьютере с помощью программы AutoCAD.

Рекомендуется следующая компоновка листов:

В верхнем левом углу первого листа располагаются монтажные схемы площадки (план, поперечный и продольный разрезы) в масштабе 1:200, 1:400 с маркировкой элементов. Под монтажными схемами и правее размещаются узлы примыкания главной балки к колонне, стыка главной балки, выполняемого на болтах, базы колонны и другие по усмотрению руководителя. Справа вверху располагаются таблицы типов сечений конструкций площадки ( приложение 7).

На втором листе располагаются рабочие чертежи отправочных элементов главной и вспомогательной балок с необходимым количеством проекций и сечений в масштабе 1:20 - 1:25. Справа в средней трети листа в масштабе 1:20 - 1:25 вычерчивают в двух проекциях колонну на всю высоту. Чертеж колонн сопровождается нужным количеством разрезов и видов, в том числе базы и оголовка.

На правой стороне вверху листа приводится спецификация на каждый отправочный элемент, которая составляется по форме, приведенной в табл. 1 приложения 1.

В правом нижнем углу листа помещается штамп установленного образца (табл. 3 приложения 1). Вплотную к штампу сразу над ним помещается ведомость отправочных марок по форме табл. 2 приложения 1. Над ведомостью приводятся примечания (марка и ГОСТ стали, марка и тип электродов и электродной проволоки, диаметры отверстий, диаметры и типы монтажных болтов, высота и тип сварных швов и пр.).

В чертежах металлических конструкций применяются только три типа линий. Для вычерчивания контуров конструкций - более толстые линии, чем в архитектурном черчении, но размерные, выносные и осевые линии делаются тонкими, а для невидимых линий применяется пунктир. Все размеры проставляются в миллиметрах, но при назначении длин элементов, их по возможности, округляются до размера, кратного 10 мм. Количество размеров должно быть достаточным для изготовления конструкций. Отметки высот проставляются в метрах с точностью до миллиметра.

При вычерчивании элементов для повышения наглядности допускается применение двух масштабов: поперечный масштаб рекомендуется 1/10, продольный масштаб может варьироваться от 1/10 до 1/50 , в некоторых случаях возможна внемасштабная расстановка элементов конструкции. Отправочная марка на листе КМД изображается полностью, не обрезается, но проставляются фактические размеры. Желательно соблюдение относительного масштаба, элементы большие по сечению изображаются большими, меньшего сечения - соответственно меньше.

Распределение трудоемкости работы

Трудоемкость выполнения в процентах по разделам ориентировочно может быть определена следующим образом:

компоновка ячейки балочной клетки; расчет настила, балок настила; расчет вспомогательных балок; выбор оптимального варианта	15%
расчет главной балки	25%
расчет колонны	20%
выполнение графической части проекта	30%
оформление расчетно-пояснительной записки	10%