Особенности расчета угловых швов при прикреплении уголков

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

При расчете прикрепления уголков угловыми сварными шва­ми учитывают, что усилие, действующее на уголок, прикладыва­ется к его центру тяжести и при приварке уголка к фасонке рас­пределяется между швами, выполненными по обушку и по перу уголка (рис. 3). Распределение усилия происходит пропорцио­нально площадям, отсеченным у уголка на разрезе линией цент­ра тяжести. В равнополочных уголках на швы по обушку прихо­дится 70% усилия, на швы по перу 30%. Соответственно, при оди­наковых по высоте катетах шва длина шва по обушку составит 70%, а по перу 30% от обшей длины шва. Общая длина шва опре­деляется по формулам расчета угловых сварных швов.

Рис. 3

Высота катета шва k_f по перу уголка обычно принимается мень­ше на 2 мм толщины уголка t, по обушку уголка высота катета назначается не более 1,2 t. Высоты катетов швов по перу уголка и по обушку могут назначаться одинаковыми с учетом требований п.12.8 СНиП II-23-81*. Расчетная длина углового сварного шва принимается не менее 4 k_f ине менее 40 мм.

4. Расчет сварных соединений на действие изгибающего момента

В случае воздействия изгибающего момента на сварное соеди­нение расчет производится в зависимости от вида сварных швов. 11ри воздействии на стыковые швы момента М в плоскости, пер­пендикулярной плоскости шва (рис. 8.9, а), расчет выполняется по формуле

где W_w − момент сопротивления расчетного сечения шва;

Пример 1. Рассчитать прикрепление двух уголков 100 х 8 к фасонке фермы толщиной t = 10 мм. Уголки и фасонка фермы вы­полнены из стали С345. На стержень действует растягивающее усилие N =300 кН; γ _n = 1,0. Сварка ручная электродуговая. Кли­матический район строительства II₄. Коэффициент условия рабо­ты γ _с = 0,95 (рис. 4).

Решение.

1. Определяем группу конструкции по табл. 50* СНиП II-23-81*: стержень фермы относится ко 2-й группе, а фасонка фермы – к 1-й группе.

2. Принимаем марку электродов: для сварки элементов, отно­сящихся к 1-й группе конструкций и учитывая, что элемент иыполнен из стали С345, по табл. 55* СниП II-23-81* принима­ем электроды Э50А. R_wf =215Мпа = 18,0 кН/см² (табл. 56 СниП II-23-81*). R_wz =0,45 R_un = 0,45 ∙ 490 = 220,5 Мпа = 22,5 кН/см² (R_un = 490 Мпа – см. табл. 2.2).

Рис. 4

  3. Принимаем высоту катетов швов одинаковую по перу и по обушку уголков k_f =6 мм = 0,6 см; высота катета принята больше минимальной высоты k_{f , min} =5 мм (табл. 38* СНиП II-23-81*).

4. Определяем по табл. 34* СНиП II-23-81* коэффициенты: β _f = 0,7;β _z =l,0.

   5. Устанавливаем для климатического района II₄ коэффициен­ты: γ _wf = 1,0; γ _wz = 1,0.

6. Определяем расчетную длину швов по металлу шва:

7. Определяем расчетную длину швов по металлу границы сплавления:

8. Длины швов принимаем по наибольшей длине (в данном случае по металлу шва). Следует учитывать, что эта длина шва требуется для прикрепления двух уголков. Распределяем швы меж­ду уголками − по перу (30%) и обушку уголка (70%):

 Вывод. Принимаем швы с высотой катета k_f =6мм; сварка руч­ная электродуговая; электроды Э42А; распределение швов по обушку и перу уголка.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ №10

 Задача 1. Определить длину сварных швов, прикрепляющих уголок к фасонке фермы. Климатический район строительства II4, γc = 0,9. Сварка ручная электродуговая. На стержень из уголка 70 х 6 действует растягивающее усилие N = 100 кН, γn = 0,95; фасонка выполнена толщиной t = 12 мм, сталь С245 (рис. 5).

Рис. 5

 Таблица 1 Исходные данные

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №11

Тема: Подбор сечения стержней металлической фермы из парных уголков

Цель работы  - расчёт сжатых и растянутых стержней ферм из двух спаренных уголков на подбор сечения

В результате выполнения работы студент должен:

ü знать виды ферм, генеральные размеры, некоторые правила конструирования ферм и узлов;

ü уметь рассчитать, т.е. подобрать сечение растянутого и сжатого сечения стержня стальной фермы.

Теоретическое обоснование:

1. Расчет растянутых стержней

   Растянутые стержни стальных ферм рассчитываются как цен­трально-растянутые элементы (см. раздел 6). При центральном растяжении должна обеспечиваться прочность и ограничивается гибкость стержня.

Требуемая площадь растянутых стержней определяется из фор­мулы

при отсутствии ослаблений (отверстий) площадь сечения стерж­ня А = А _n,где А _n − площадь сечения стержня нетто. Гибкость проверяется по формуле:

при статической нагрузке предельная гибкость растянутых поясов и стержней ферм λ_пред. = 400.

2. Расчет сжатых стержней

Сжатые стержни рассчитываются как центрально-сжатые эле­менты. Порядок расчета сжатых стержней ферм аналогичен рас­чету центрально-сжатой колонны (см. раздел 5). При централь­ном сжатии должны быть обеспечены прочность, устойчивость и ограничивается гибкость. Расчет по прочности производится толь­ко в случае наличия ослаблений в расчетном сечении стержней. Если ослаблений нет, то наибольшие по величине напряжения получаются при расчетах устойчивости.

В соответствии с расчетом устойчивости требуемая площадь сечения стержня фермы определяется из формулы

  Гибкость сжатых поясов и стержней ферм проверяется по урав­нению (5.4, г)аналогично проверке гибкости растянутых стержней. Предельная гибкость сжатых стержней определяется по табл. 5.4.

Пример 1. Подобрать сечение стержня решетки стальной фер­мы, работающей в климатическом районе II₄ (рис. 9.12). На стер­жень действует растягивающее усилие N =200 кН (нагрузка ста­тическая). Геометрическая длина стержня (расстояние между уз­лами) l = 3000 мм. Предельная гибкость λ _max = 400. Толщина фасонки t =10 мм.

   Решение.

  1. Учитывая климатический район и то, что фермы относятся к конструкциям группы 2 (табл. 50* СНиП II-23-81*), принима­ем из рекомендованных сталей сталь С245.

      2. Находим расчетное сопротивление стали по пределу текуче­сти (табл. 2.2): R_y = 240 МПа = 24,0 кН/см² (при толщине проката 2−20 мм).

3. Определяем коэффициент условий работы γ _с = 0,95 (табл. 2.3).

4. Определяем расчетные длины стержня (см. табл. 11 СНиП II-23-81*):

расчетная длина в плоскости фермы:

расчетная длина в плоскости, перпендикулярной плоскости фермы:

5. Находим требуемую площадь сечения стержня:

6. По сортаменту прокатной угловой стали (Приложение 1, табл. 3) подбираем уголки, при этом учитываем, что сечение стер­жня состоит из двух уголков; площадь одного уголка будет равна:
А _{1 у} = 8,77/2 = 4,39 см²; принимаем 2 уголка 50 х 50 х 5; А _{1 у} =4,8 см²; i_x =1,92 см; i_{y l}= 2,45 см.

7. Проверяем принятое сечение:
а) проверяем прочность:

прочность обеспечена;

б) проверяем гибкость:

гибкость в пределах норм.

Вывод. Принимаем сечение стержня из двух уголков 50 х 50 х 5, сталь С245.

Пример 2. Подобрать сечение стержня решетки фермы (рис. 9.12), работающей в климатическом районе II₄. На стержень действует сжимающее усилие N = 359 кН (нагрузка статическая). Геометрическая длина стержня l = 4520 мм. Предельная гибкость λ _max = 210 − 60α, (см. табл. 5.4). Толщина фасонки t = 10 мм.

Решение.

1. Учитывая, что климатический район строительства II₄, фер­мы относятся к конструкциям группы 2 (табл. 50* СНиП II-23-81*), из допускаемых к использованию сталей принимаем сталь С345-1.

  2. Находим расчетное сопротивление стали по пределу текуче­сти R_у = 335 МПа = 33,5 кН/см² (при толщине проката 2−10 мм, табл. 2.2).

  3. Определяем коэффициент условий работы (табл. 2.3): пред­полагая, что гибкость стержня будет больше 60, принимаем по п. 3 табл. 2.3 γ _с = 0,8; также для нашего случая подходит коэффициент условия работы по п. 6а табл. 2.3, γ _с = 0,95; принимаем в расчет меньшее значение коэффициента γ _с =0,8.

4. Определяем расчетные длины стержня: расчетная длина в плоскости фермы l_{ef , x} = 0,8 l = 0,8 ∙ 4520 = 3616 мм; расчетная длина в плоскости, перпендикулярной плоскости фермы, l_{ef , y 1}= l =4520 мм (табл. 11 СНиП II-23-81*).

5. Находим требуемую площадь сечения стержня из формулы устойчивости; для этого предварительно принимаем гибкость стержня λ= 100 и по гибкости находим коэффициент продольно­го изгиба φ = 0,493 (табл. 5.3):

6. Определяем требуемые радиусы инерции:

7. По сортаменту (Приложение 1, табл. 2) подбираем уголки по трем параметрам: A, i_{x ,} i_{y 1}; при подборе уголков не забываем, что площадь стержня состоит из двух уголков; требуемая площадь одного уголка А _{1 y} = 27,17/2 = 13,59 см²; принимаем уголки: 2 уголка 100 x 8; А _{1 y} = 15,6 см²; i_{x ,}= 3,07 см; i_{y 1}= 4,47 см (принятое сечение имеет площадь больше требуемой, а радиусы инерции имеют зна­чения меньше, но близкие к требуемым).

  8. Проверяем принятое сечение:
  а) определяем гибкости:

б) по наибольшей гибкости λ =117,59 определяем (табл. 5.3) коэффициент продольного изгиба φ = 0,473;

в) находим значение коэффициента α:

  так как значение коэффициента получилось больше 0,5, прини­маем величину коэффициента α = 0,91;

г) определяем предельную гибкость:

наибольшая гибкость стержня λ _х = 117,59, что меньше предельной гибкости λ _max = 155,4, следовательно, гибкость стержня в пределах нормы;

д) проверяем устойчивость:

устойчивость обеспечена.

Вывод. Принимаем сечение стержня из двух уголков 100 x 8, сталь С345-1.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ №11

 Задача 1. Подобрать сечение растянутого стержня решётки стальной фермы. На стержень действует усилие N=…кН, Геометрическая длина стержня l=…мм. Предельная гибкость λ=400. Толщина фасонки t=…мм.

Задача 2. Подобрать сечение сжатого стержня решётки стальной фермы. На стержень действует усилие N=…кН. Геометрическая длина стержня l=…мм. Предельная гибкость λ_max=210-60α. Толщина фасонки t=…мм.

Таблица 1 Исходные данные

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №12

Тема: Расчёт центрально-загруженного столбчатого фундамента

Цель работы  - расчёт тела и подбор количества арматуры отдельно стоящего фундамента.

В результате выполнения работы студент должен:

ü знать о распределении напряжений под подошвой фундамента и в массиве дисперсного грунта, конструкции фундаментов неглубокого заложения;

ü уметь рассчитать по материалу тело фундамента, подобрать количество арматуры.

Теоретическое обоснование:

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров