Расчёт катета углового шва

Расчет пролёта настила

Настил опирается на вспомогательные балки (балки настила) и крепится к ним на монтажной сварке (рис. 3.1).

Рис. 3.1 Конструктивная схема и расчетная схема настила

Расчётный пролёт настила  (шаг балок) определяется по формуле:

                ,

где t _н – толщина настила (толщиной настила задаются в соответствии сортаментом на толстолистовую сталь ГОСТ 19903-74;

 – временная равномерно-распределённая нагрузка, кПа;

 - предельный относительный прогиб.

 

 

1. Принимаем l _н = 1 м,  = 24 кПа, тогда

Принимаем

2. Принимаем l _н = 1,5 м,  = 24 кПа, тогда

 

Принимаем

3. Принимаем l _н = 2 м,  = 24 кПа, тогда

Принимаем  

 

Расчет распора настила

Распор настила Н определяется по формуле:

 ,

где n – коэффициент перегрузки для действующей нагрузки, n = 1,2;

 - предельный относительный прогиб;

 = 0,3 для стали (коэффициент Пуассона);

Е = 2,06∙10⁴ кН/см².

 

1)  

 

H =

 

Расчёт катета углового шва

Расчётный катет углового шва К_f , прикрепляющего настил к балке, определяется по формуле:

где β_f = 0,7 – коэффициент глубины проплавления;

R_wf = 180МПа =18 кН/см² – расчётное сопротивление срезу металла шва;

 – коэффициент условий работы сварного шва;

 - коэффициент условий работы настила.

1)   Н=4,83 кН/см

Принимаем K_f = 5 мм (СНиП II-23-81);

 

 

3.4 Расчёт расхода стали на 1м²

Расход стали в кг на 1 м² настила определяется по формуле:

где t_н  – толщина настила;

ρ = 7850кг/м³ – плотность стали.

1)

;

2)

;

3)

.

 

4. Расчёт вспомогательной балки (балки настила)

Определение нагрузок на вспомогательную балку

На вспомогательную балку передаётся временная нагрузка и масса настила.  Расчетная схема балки представлена на рис. 4.1.

Полная нормативная нагрузка на вспомогательную балку:

где   – временная равномерно-распределённая нагрузка, кПа;

 – шаг вспомогательных балок, м.

1)

2)

3)

 

 

            Полная расчётная нагрузка на балку:

,

где γ_р = 1,2 , γ_g = 1,05 – коэффициенты надёжности по нагрузке;

 – ширина грузовой площади (шаг вспомогательных балок).

  - временная нормативная нагрузка.

1)

;

2)

 ;

3)

;

 

4.2 Определение M_max и Q_max

Расчётный изгибающий момент (длина балки настила 6м):

, где В = 6 м– длина балки настила

.

1)  

2)

3)

Рис. 4.1 Расчётная схема вспомогательной балки

 

Расчёт главной балки.

Проверка местной устойчивости стенки балки в отсеке 1 между ребрами жесткости

После расстановки ребер жесткости следует проверить местную устойчивость в каждом отсеке.

Проверим местную устойчивость в первом отсеке главной балки под балкой настила на расстоянии 1000 мм от опоры.

Изгибающий момент М₁ и поперечная сила Q₁ в этом сечении:

 

М₁=(qx/2)(l-x)=(183×1/2)(12-1)=1006.5kHм;

 

σ₁=(М₁/W₁)(h_w/h)=(100650×116)/(9099.4×120)=10.7кН/см²;

 

Q₁=q(l/2-x)=183(12/2-1)=915 kH;

 

τ₁=Q₁/(h_wt_w)=915/(116×1,2)=6,6кН/см²;

 

σ_loc=176.8/(1.2×18)=8.2кН/см².

 

Так как расстояние между ребрами жесткости большое а/h_ef=1,72>0,8, то проверку устойчивости проводим делаем два раза по п.Б и п.В.

 

 

Проверка по п.Б.

При а₁/h_ef=0,67 критические нормальные напряжения:

 

σ_cr=c_crR_y/λ_w²,

 

где      

По таблице при δ=0.88 получается с_cr=30.6.

σ_cr=30.6×24/3,3²=67.4кН/см².

Критические местные напряжения:

,

где а₁/h_ef=0,67, ρ=1.04×18/116=0,16 и с₁=27,02, с₂=1,45.

Критические касательные напряжения:

,

где μ=а/h_w=200/116=1,72;  R_s=0,58R_y=14кН/см²;

.

Полученные значения напряжений подставляем в формулу

 

 

 

 

Проверка по п.В. а/h_ef=1,72; с_cr=68.4. Тогда критическое нормальное напряжение:

σ_cr=68.4×24/3,3²=150.7кН/см².

Критическое местное напряжение :

,

 

где при а/h_ef=1,72, ρ=0,16, δ=0.88 и с₁=12.64, с₂=1,45.

Критическое касательное напряжение

Полученные значения поставляем в формулу

 

 

Обе проверки показали, что стенка в первом отсеке устойчива.

 

 

2. Проверяем устойчивость стенки в середине балки, в отсеке 2, где действуют σ _max , σ _loc , а τ=0.

Определяем значения этих напряжений на уровне поясных швов.

=(qx/2)(l-x)=(183×5/2)(12-5)=3202.5kHм;

 

σ₂=(М₂/W)(h_w/h)=(320250×116)/(14205.8×120)=21.79кН/см²;

 

σ_loc=8.2 кН/см².

Так как расстояние между ребрами жесткости большое а/h_ef=1,72>0,8, то проверку устойчивости проводим делаем два раза по п.Б и п.В.

Проверка по п.Б.

Критические нормальные напряжения:

 

σ_cr=c_crR_y/λ_w²,

 

где       .

По таблице при δ=1.57 получается с_cr=32.53.

 

σ_cr=32.53×24/3,3²=71.7кН/см².

 

Критические местные напряжения:

 

,

где а₁/h_ef=0,67, ρ=0,16 и с₁=27,02, с₂=1,606.

Полученные значения напряжений подставляем в формулу

 

 

Проверка по п.В. а/h_ef=1,72; с_cr=68.4.

Тогда критическое нормальное напряжение:

σ_cr=68.4×24/3,3²=150.7кН/см^2..

Критическое местное напряжение:

где при а/h_ef=1,72, ρ=0,16, δ=1.57 и с₁=1.64, с₂=1,73.

Критическое касательное напряжение

Полученные значения поставляем в формулу:

 

Проведенные проверки показали, что запроектированная балка удовлетворяет требованиям прочности, прогиба, общей и местной устойчивости.

 

 

                   6.Расчёт центрально-сжатой колонны.

Расчётная схема колонны определяется способом закрепления её в фундаменте, а также видом прикрепления балок, передающих нагрузку.

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1. - Расчетная схема колонны.

 

Длина стойки определяется по формуле:

                          = Н+0,5-(h_б.н+δ_н). ;

где Н=6,7м – отметка верха площадки, м;

  h_б.н.= 33см =  - высота вспомогательной балки.

                       =  6700+500-(330+8) = 6862мм. 

 

Расчетная длина стойки определяется по формуле :

                         = ּμ ,    где μ = 1.

                       =6862 ּ1 = 6862мм.

Принимаем двутавровое сечение стержня колонны сваренным из трех листов.

Требуемая площадь сечения:

                         А_тр =     ;

где N– расчётное усилие в колонне;

   N = Q_гл.бл. ּ1,02 = 2×1098ּ1,02 =2239,92 кН.

   R_y= 23 кН/см² ; γ_с = 1,0 ; 1,05 – коэффициент учитывающий массу стойки.

Зададимся гибкостью =90,

. .

 = 0,643.

                         А_тр =  =151,7 см².

Радиус инерции определяем по формуле:

                        i_тр =  = 7,62см.              

Ширина сечения : b_тр =  =  = 31,75см.

Принимаем b_f = 32см, t_f = 1,8см, h_ω = 32см, t_ω = 1,0см.

Фактическая площадь:

                          А_ф = 2ּb_fּt_f +

                                           А_ф = 2ּ32ּ1,8+32 1ּ =147,2 см².

Проверяем напряжения по подобранному сечению:

 I_y =  = = 9830,4см² ;    i_у =  = 8,17см

 

        Гибкость:         λ =  =83,99;   

      Условная гибкость:

 

  Коэффициент устойчивости:     φ =0,681.

 = 22,34кН/см² < 23кН/см² .  

Запас:

Подобранное сечение (рисунок 6.2) удовлетворяет требованиям общей устойчивости.

 

 

                                Рисунок. 6.2. Сечение колонны.

 Проверяем местную устойчивость стенки.

Стенка колонны устойчива, если условная гибкость стенки:

                    =1,07,

меньше или равна предельной условной гибкости . Предельная условная гибкость >1,07, следовательно, стенка устойчива.

Проверяем местную устойчивость поясных листов колонны. Устойчивость поясных листов центрально-сжатых элементов следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса сжатого пояса (полки)

 

не превышает значений предельной условной гибкости пояса .

.

Устойчивость поясных листов обеспечена. Сечение подобрано.

 Конструирование и расчёт узлов сопряжения элементов рабочей площадки.

Расчет траверсы.

 

Сварка – полуавтоматическая в среде углекислого газа, материал – сталь С235. Сварку производим проволокой Св-08Г2С. Расчетное сопротивление металла шва  Расчетное сопротивление металла границы сплавления , , .

Задаемся катетом шва ,  толщина траверсы 16мм.

.

.

Высота траверсы:

Высота траверсы .

 

Принимаем высоту траверсы 38 см = 380 мм.

 

Проверяем прочность траверсы как балки с двумя консолями. Момент в середине пролета:

 

Момент сопротивления траверсы

Напряжения  для С235

Сечение траверсы принято.

 

Расчет пролёта настила

Настил опирается на вспомогательные балки (балки настила) и крепится к ним на монтажной сварке (рис. 3.1).

Рис. 3.1 Конструктивная схема и расчетная схема настила

Расчётный пролёт настила  (шаг балок) определяется по формуле:

                ,

где t _н – толщина настила (толщиной настила задаются в соответствии сортаментом на толстолистовую сталь ГОСТ 19903-74;

 – временная равномерно-распределённая нагрузка, кПа;

 - предельный относительный прогиб.

 

 

1. Принимаем l _н = 1 м,  = 24 кПа, тогда

Принимаем

2. Принимаем l _н = 1,5 м,  = 24 кПа, тогда

 

Принимаем

3. Принимаем l _н = 2 м,  = 24 кПа, тогда

Принимаем  

 

Расчет распора настила

Распор настила Н определяется по формуле:

 ,

где n – коэффициент перегрузки для действующей нагрузки, n = 1,2;

 - предельный относительный прогиб;

 = 0,3 для стали (коэффициент Пуассона);

Е = 2,06∙10⁴ кН/см².

 

1)  

 

H =

 

Расчёт катета углового шва

Расчётный катет углового шва К_f , прикрепляющего настил к балке, определяется по формуле:

где β_f = 0,7 – коэффициент глубины проплавления;

R_wf = 180МПа =18 кН/см² – расчётное сопротивление срезу металла шва;

 – коэффициент условий работы сварного шва;

 - коэффициент условий работы настила.

1)   Н=4,83 кН/см

Принимаем K_f = 5 мм (СНиП II-23-81);

 

 

3.4 Расчёт расхода стали на 1м²

Расход стали в кг на 1 м² настила определяется по формуле:

где t_н  – толщина настила;

ρ = 7850кг/м³ – плотность стали.

1)

;

2)

;

3)

.

 

4. Расчёт вспомогательной балки (балки настила)

123Следующая ⇒

Поделиться: