5. Розрахунок елементів вежі на витривалість

При дії багаторазових повторних навантаженнях може наступити граничний стан в результаті втомного руйнування. Цей вид граничног стану також призводить до повного вичерпання несучої здатності. Слід відзначити, що окремі перевантаження практично не впливають на втомну міцність сталі, тому розрахунок конструкцій на витривалість виконують по навантаженням нормальної експлуатації, тобто нормативним або меншим, але часто повторюючимися навантаженням при роботі матеріалу в пружній стадії.

Розрахунок на витривалість виконують по формулі

де -коефіцієнт, який враховує кількість циклів навантажень; R_-розрахунковий опір втомі, який залежить від міцності сталі та виду концентратора; _-коефіцієнт, який враховує асиметрію напружень.

Методика розрахунків на витривалість, а також значення ,R_ та _ привоводяться в [1,розд.9].

В курсовому проекті перевіряють витривалість ніг вежі та розкосів решітки.

5.6. Розрахунок підкронблочної балки

На підкронблочну балку вежі передається навантаження від балок рами кронблоку. Можна вважати, що на кожну з двох підкронблочних балок передається зосереджене зусилля (рис.5.2)

,

де F’-навантаження на підкронблочну раму(див.розд.3).

Розрахунок підкроблочної балки можна виконувати в такій послідовності.

• Виберіть сталь та приблизне значення R_y по[1,табл.50,51];

• Знайдіть розрахункові та нормативні зусилля в балці

;

• Вирахуйте потрібний момент опору

• По сортаменту підберіть двотавр з необхідними характеристиками W  W_req.

• Виконайте перевірку міцності та жорсткості вибраної балки

де [f/l]=1/400 - граничний прогин підкронблочної балки.

При невиконанні однієї з умов, а також при недонапруженнях більше 5% слід вибрати другий переріз балки.

Стійкість стінки підкронблочної балки перевіряється на опорі в розрахунковому перерізі(рис.5.3,а)

де R_ОП-опорна реакція підкронблочної балки; -коефіцієнт повздовжнього згину, залежить від гнучкості

=h/i_y  h/(0.3*t_w);

А_ef=2(b_h*t_s+t_w*0.65E/R_y)-розрахункова площа стінки (див.рис.5.3,б).

При невиконанні умови стінка підсилюється ребром жорсткості.

Локальні напруження _loc в місці опирання балок кронблочної рами необхідно перевірити згідно [1,п.5.13]. При необхідності стінка балки підсилюється ребрами жорсткості (рис.5.3,а,переріз 1-1).

Розміри ребер жорсткості приймають згідно [1,п.7.10]

b_h>(h_ef/30)+40 мм; t_S> 10 мм.

5.7. Розрахунок вузлів вежі

ВУЗОЛ 1(рис.2.1,5.4,5.5) Розрахунок вузла рекомендується виконувати в такій послідовності.

• Задайтесь конструктивно товщиною з’єднувальних фланців 40...50 мм.

• перевірте напруження змину ноги вежі

де N_н, А_н-відповідно зусилля в нозі та площа перерізу ноги;

R_p-розрахунковий опір на змин [1,табл.3].

Якщо умова не виконується, то необхідно підібрати висоту катета k_f зварного шва Ш1(див.рис.5.4) кріплення ноги до

фланця відповідно із умови зрізу по металу шва або по металу границі сплавлення

де _f,_z -коефіцієнти шва, вибирають по [1,табл.34^*];

R_wz,R_wf -розрахункові опори матеріалів зварювання, вибирають по [1,табл.3^*,56]; l_w-розрахункова довжина шва, приймається менше його повної довжини на 10 мм; _wf,_wz=1-коефіцієнти умов роботи шва.

За розрахунковий приймають більший k_f, дотримуючись рекомендацій [1,п.12,8];

• По зусиллям в нозі та поясі вежі виберіть товщину фасонок (табл.5.1)

Таблиця 5.1 Рекомендовані товщини фасонок

Максимальне зусилля в елементі, кН	До 150	160- 250	260- 400	410- 600	610- 1000	1000-1400	Більше 1000
Товщина фасонки, мм	6	8	10	12	14	16	20

• Визначте розміри шва Ш2 кріплення розкосів решітки до фасонок.

• Розміри шва Ш3 приймають конструктивно, виходячи з розмірів фасонки.

• Задавшись діаметром [1,табл.61,62] та класом міцності болтів [1,табл.58], перевірте несучу здатність болтових з’єднань в вузлі.

При використанні звичайних болтів кл.А,В розрахунки ведуть по [1,п.11.7]; при засосуванні фрикційних болтів - по [1,п.11.13].

З’єднання фланців між собою на болтах прийміть конструктивно-мінімальний діаметр болта 16 мм.

При розміщенні болтів слід дотримуватися рекомендацій [1,табл.39].