|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Сварные соединения. Конструирование и расчет. Виды сварных соединений.Стр 1 из 14Следующая ⇒
Сварные соединения. Конструирование и расчет. Виды сварных соединений. Такое соединение основано на принципе образования монолитного соединения в результате межатомного сцепления металлов в сварочном шве. (+)Высокая прочность и надёжность (+)Возможность соединения элементов непосредственно друг с другом без вспомогательных деталей и отверстий (+) простота конструирования формы шва (+) экономия металла (+) возможность автоматизации и механизации процесса сварки (-)деформация изделий при усадке сварочных швов (-)наличие остаточных напряжений в конструкции Виды сварок: 1) Ручная электродная сварка 2) Автоматическая и полуавтоматическая под флюсом 3) Сварка в среде защитного газа 4) Электрошлаковая сварка 5) Сварка плавящимся вольфрамовым электродом Материалы для сварки: Применяются электроды Э-42, Э-42А, Э-50 (Цифры – предел прочности на разрыв наплавленного шва; А - повышенная пластичность стали) Типы сварочных соединений и швов: А) Соединение встык прямой
косой Б) Соединение с накладками В) Соединение в нахлёстку
Прочность сварочных швов характеризуется их расчётным сопротивлением Для сварных стыков швов: -расчётное сопротивление (предел текучести) -расчетное сопротивление (предел прочности) По назначению все швы подразделяются на рабочие(воспринимающие усилия) и конструктивные по протяжённости швы разделяются на непрерывные (сплошные),Прерывистые. По месту производства – заводские и монтажные. - заводские швы
- монтажные
По форме шва: С обработанными кромками и швы без обработки (для деталей до 40мм) -X образная обработка -Y образная обработка Расчёт болтовых соединений. Болты грубой точности, нормальной точности, повышенной точности по по плоскостям сопротивления элемента работают на срез, по боковым граням на смятие, а при продольной силе, вдоль стержня болта – на растяжение.
Соединения рассчитываются на прочность по I группе предельных состояний. 1) На срез
2) На смятие
3)На растяжение
Расчет ферм. Выполняется в следующем порядке: 1. Определяется нагрузка на ферму. 2. Вычисляются угловые силы. 3. Опред. усилия во всех стержнях фермы. 4. Подбираются сечения стержней фермы. 5. Расчит. и конструируются узлы и детали фермы. Основными нагр. на стропильные фермы явл. постоянные нагрузки (от веса кровли и собственного веса несущей конструкции) Нагрузка от снега Прочие нагрузки, которые иногда приклад. к фермам (подвесной трансп., а также воздействие рамных моментов при жестком защемлении ферм на опоре). Пост. нагр. (вес связей по покрытиям, вес подстропильных ферм и др.) принимаются равномерно распред. Если к ферме приклад. большие сосредоточения силы >50кН, приложения
Вес 1м горизонт. проекц. определяется по формуле:
Расчит. нагрузка на ферму Узловые силы на ферму находятся умножением нагрузки на длину панели верхнего пояса. Нагрузка от снега собирается по 2-м вариантам. Нижние пояса фермы работают на растяжение и соотнош. расчетн. длин не влияет на их прочность, а влияет только на предельную гибкость, поэтому наиболее рациональным сечением для нижн. является сечение из 2-х неравнопол. уголков. Опорные раскосы им. одинаковую расчетную длину в плоскости и из плоскости фермы:
Наиболее рациональное сечение
Промежуточные стойки и раскосы при усилиях проектир. из равнополочных уголков
Если стержни растян. сечение может подбираться из неравнополочных уголков, если можно подобрать уголки с меньшей площадью сечения. Стойки, к которым примык. связевые элем. проектир. чаще всего равнополочн. крестового сечен.
Для ферм из труб диаметр труб поясов рекомендуется принимать <30 труб решетки. Толщина стенок труб и раскосов
Сплошные прогоны. Они располагаются обычно на сжатых кровлях и работ. на изгиб в 2-ч плоскостях.
Верт. нагрузки от веса кровли может быть разложена на составляющие: Вследствие небольш. жесткости прогона напряжения получаются большими и для того, чтобы уменьшить мом. прогоны раскрепляюттяжами диаметром 18-22мм. Тяжи устанавливают между всеми прогонами за исключением конькового. Вблизи конькового прогона тяжи крепятся к стропильной ферме. Составляющие нагрузки на прогон опред. в зависимости от угла наклона ската кровли. При шаге фермы 6м обычно ставится 1 тяж., при шаге ферм 12м или очень крутом скате кровли устанавливают 2 тяжа.
При установке тяжей изгиб. момент в плоскости ската находится как опорный момент 2-х пролеин. неразрезной балки и наибольшее напряжение в прогоне от совместного действия прогона и тяжа находится по формуле:
М – наиб. изгиб момент. W – мом. сопротивления. Прочности прогонов при применении прогонов по орнаменту провер. с учетом развития пластич. деформации.
Сквозные прогоны. применяются при шаге ферм 12м. Они представляют собой легк. ферму. Высота на опоре = (1-1,5м). Верхний пояс выполнен из двух швеллеров. Элем решетки из уголков заводятся между элементами пояса и заваривется без фасонок. Сквозные прогоны расчит. как фермы, но верхн. пояс работает на сжатие с изгибом.
Беспрогонные покрытия. Для беспрогонных покрытий примен. крупнопанельные унифицированные ж/б плиты шириной 3м и длиной 6 и 12м. Высота плит при пролете 6 м принимается 300мм, при пролете 12м – 450мм. Недостатками крупнопанельных плит является их большая масса, что приводит к утяжелению несущих конструкций, поэтому для беспрогонных покрытий в основном применяется простой или плоский стальной настил и для теплых кровель легкий утеплитель.
Колонны сквозного сечения. Соединение ветвей колонны планками или раскосами придают колонне большую жесткость и поэтому такого вида сечения колонн применяют при значительных нагрузках, а также при возможных отклонениях продольной силы от оси стержня. Прочность стержня сквозной колонны, если ее ветви ослаблены какими-либо отверстиями, проверяется по формуле: Стержень колонны также проверяется на устойчивость. Если сечение стержня состоит из двух ветвей, то ось, пересекающая ветви колонны, называется материальной, а ось, пресекающая планки или раскосы, называется свободной. Проверка устойчивости стержня относительно материальной оси не отличается от проверки устойчивости центрально сжат. стержня и проводится по формуле:
А – площадь колонны для колонны, состоящей из двух ветвей:
Относительно свободной оси ветви колонны не имеют сплошного соединения, а соединены в отдельных местах раскосами или планками, поэтому жесткость колонны в этом направлении понижена. Это учитывается приведенной гибкостью
Расчетная длина ветви При соединении ветвей раскосами расчетная длина ветви принимается равной расстоянию между изгибами решетки.
Колонна может потерять несущую способность не только от потери устойчивости всей колонны, но и потери устойчивости отдельной ветви на участке между узлами креплен. раскосов и планок. Устойчивость ветви определяется по формуле: для двух одинаковых ветвей
Устойчивость ветви проверяется только относительно оси, параллельной свободной оси сечения колонны. Устойчивость ветви относительно материальной оси обеспечивается проверкой устойчивости всего стержня в целом. Для обеспечения необходимой жесткости стержня в сквозных колоннах м планками гибкость ветвей на участках между планками не должна превышать 40. Наибольшая гибкость всего стержня не должна быть предельной для сжатия колонн, принятых по СНИП. Расчет и конструирование соединительных планок и раскосов. В центрально сжатом стержне усилия в раскосах или планках от действующих внешних нагрузок не возникают. Величина критической продольной силы, при которой в планках появляются усилия, зависит от геометрических размеров сечения. Так как поперечная сила в планках возникает только при условии продольного изгиба, то она называется условной. Qусл. и ее величина определяется в зависимости от площади сечения стержня колонны и марки стали. На действие условной поперечной силы проверяются соединительные планки и раскосы. Раскосы, соединяющие ветви колонн, первоначально подбираются по предельной гибкости.
а затем проверяются на устойчивость. При действии на стержень условной поперечной силы в каждом раскосе возникает продольное усилие. 2 – две грани, на которых имеются раскосы. Напряжение в раскосе проверяется по формуле: m – коэффициент условий работы сжатых элементов из одиночных равнополочных уголков, прикрепляемых к ветви колонн одной полкой или неравнополочных уголков, прикрепляемых только узкой полкой (m=0.75). Если решетка колонны кроме раскосов имеет стойки, то в них не возникает усилие от Qусл., и поэтому стойки ставятся только для уменьшения длины одной ветви колонны между узлами раскосов. Планки рассчитываются на изгиб и срез, возникающий в ней от действия поперечной силы. Ветви с планками образуют систему одинаковых жестких рамок, нагруженных условной поперечной силой. В силу симметрии нулевые точки изгиб. мом. будут расположены посередине рамки. Определяется перерезывающая сила, действующая на одну планку:
Определяют изгиб. момент в одной планке: Толщина планки обычно принимается Для того, чтобы планки не выпучивались, должны выдерживаться отношения:
Поверяется также прочность угловых швов, прикрепляющих планки к ветвям. Прочность проверяется по равнодействующему напряжению от изгиб. мом. поперечной силы в планке.
Общая характеристика каркасов ПЗ. Область стальных каркасов. Требования предъявляемые к металлическим конструкциям. Каркас – комплекс несущих конструкций, воспринимающий и передающий нагрузки на фундамент от веса ограждающих конструкций, технологического оборудования, атмосферные нагрузки, транспортные нагрузки и температурные воздействия. Каркас характеризуется: -- по количеству пролетов -- одинаковый ли шаг колонн -- с фонарными надстройками или без -- с кранами или без -- наличие связей По виду внутрецехового трансп произв здания делятся на бескрановые, с мостовыми кранами, с подвесными кранами. Выбор крана характеризуется массой груза и траекторией его перемещения, т. к. в производств зданиитехнология является определяющим фактором, то конструктивная схема каркаса и его форма определяются расположением оборудования. Общие требования для ПЗ: 1 Удобство обслуживания и ремонта производственного оборудования 2 Доступность осмотра и нормальной эксплуотации кранового оборудования 3 Необходимые условия аэрации и освещения 4 Долговечность конструкций 5 Относительная безопасность при взрывах и пожарах Требования, применяемые к МК 1 Пригодность к эксплуатации – восприятие нагрузок с последующей передачей их на фундамент. 2 Долговечность – сроки физического и морального износа. 3 Экономичность – определяется затратами на металл и другие материалы для изготовления конструкций, производительность труда, транспортировкой и монтажом.
Деформационные швы При больших размерах зданий колебания температуры приводят к значительным температурным деформациям, что может вызвать образование трещин в ограждающих конструкциях и перенапряжение элементов несущих конструкций. Для предупреждения дополнительных напряжений в конструкциях предусматривают температурные швы. Температурные швы разделяют здание на отдельные отсеки. При этом конструкции здания разрезают по вертикали от уровня земли, а в плане — вдоль и поперек здания. Фундаменты при этом не разрезают, так как они не подвергаются температурным изменениям. Расстояния между температурными швами можно определить расчетом путем учета температурных деформаций для продольных (поперечных) элементов каркаса и перемещений крайних колонн в температурных отсеках. Такой расчет Вы можете не производить, если размеры температурных отсеков (блоков) не превышают предельных размеров. Сетка колонн В плане колонны зданий расставляют по модульной сетке разбивочных (координационных) осей. Размеры пролетов принимают кратными 6 м (12, 18, 24, 30, 36 м и т.д.), при необходимости, можно применять пролеты кратные 3 м (9, 15, 21, 27, 33 м). Шаг колонн назначают также кратным 6 м и принимают: для наружных рядов 6 или 12 м, для внутренних рядов, в соответствии с технологическими или эстетическими требованиями, — 6, 12, 18 м и более. Вопрос о назначении шага колонн крайних рядов решают на основе технико-экономического сравнения вариантов. Привязка колонн крайних рядов к продольным модульным разбивочным осям нулевая привязка или привязка 250 мм, привязка 500 мм, в зависимости от объемно-планировочных параметров и конструктивного решения. Наружные грани колонн крайних рядов и внутренние поверхности стен (с учетом зазора е, необходимого для размещения деталей крепления стен) совмещают с продольными разбивочными осями, если в здании нет мостовых кранов и в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м. Наружные грани крайних колонн и внутренние поверхности стен (вместе с зазором е) смещают с продольных разбивочных осей на 250 мм (рис. 1.3, б) в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн 12 м и высоте от 8,4 до 18м. Когда требуется увеличить высоту сечения верхней части колонны из условий жесткости или размещения прохода в теле колонны и не удается при этом выполнить привязку 250 мм, а также в других обоснованных случаях, можно использовать привязку 500 мм. Привязку колонн и торцевых стен к поперечным осям следует выполнять по следующим правилам: Геометрические оси сечений колонн, за исключением колонн в торцах здания и примыкающих к температурным швам, совмещают с поперечными разбивочными осями. Геометрические оси торцовых колонн основного каркаса смещают с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500 мм, либо на больший размер, кратный 250 мм. Можно использовать «нулевую» привязку. Связи между колоннами Связи между колоннами служат для обеспечения их геометрической неизменяемости, устойчивости колонн из плоскостей рам, восприятия и передачи на фундаменты нагрузок, действующих вдоль здания, обеспечения условий высококачественного и удобного монтажа колонн. Они представляют собой систему распорок и жестких дисков (связевых блоков). Жесткие диски составляют основу связей, с их помощью осуществляется прикрепление всех прочих элементов связей к фундаментам. В пределах температурного отсека должно быть не менее одного жесткого диска по каждому ряду колонн. Как уже отмечалось, в коротких зданиях 40...60 м связевые блоки можно установить в торцах здания, обеспечив кратчайший путь передачи на фундамент ветровой нагрузки на торец здания, но лишив здание свободы температурных перемещений. В длинных зданиях температурные напряжения могут существенно сказаться на устойчивости продольных элементов каркаса, поэтому связевые блоки следует размещать в середине температурного блока, обеспечив ему свободу температурных перемещений
Расчет ферм. Выполняется в следующем порядке: 1. Определяется нагрузка на ферму. 2. Вычисляются угловые силы. 3. Опред. усилия во всех стержнях фермы. 4. Подбираются сечения стержней фермы. 5. Расчит. и конструируются узлы и детали фермы. Основными нагр. на стропильные фермы явл. постоянные нагрузки (от веса кровли и собственного веса несущей конструкции) Опирание конструкций на колонну сверху. При опир. конструкций сверху узел сопряжения явл шарнирным. Верт. сила, равная сумме опорных реакций опертых на колонну балок, через строганые торцы опорных ребер балок или опорных фланцев ферм передается на опорную плиту и далее с помощью ребер колонны переходит на стенку колонны и равномер. распред. по ее сеч. Опорную плиту 1, обычно строганую, устанавливают на фрезеров. торец стержня колонны, а сварные швы прикрепления плиты назначают конструктивно с мин. размером катета для данной толщины стыкуемых элементов. Толщину плиты назначают конструктивно 20...30 мм, а размеры в плане принимают так, чтобы плита выходила за контур колонны на 15 мм. Для легких колонн можно принимать плиту толщиной 12...20 мм. Длину опорных ребер 2 (высоту оголовка) назначают из условия размещения сварных швов, обеспечивающих передачу силы N с ребер на стенку колонны, но не более 8/, где kf - высота катета шва. Толщину ребра в пределах tr = 14 ... 20 мм, но не менее его ширины br определяют расчетом на смятие. На эту же силу N при тонких стенках необходимо проверить защиту стенки от среза ее по граням крепления опорных ребер. Если это условие не выполняется, возможно местное усиление стенки оголовка путем замены участка стенки в пределах высоты оголовка более толстой вставкой. Опорное ребро балки или фланец фермы должны опираться на плиту оголовка всей поверхностью. Возможный при изготовлении или монтаже перекос фланца из плоскости балки (фермы) может вызвать неравномерное давление на опорные ребра 2, в результате чего они в свою очередь будут оказывать местное давление на стенку колонны из ее плоскости и могут искривить ее. Для исключения этого давления с передачей его на полки колонны низ опорных ребер обрамляют поперечными ребрами 3, размеры которых и швов их крепления принимают конструктивно. Высота сечения колонны может изменяться в широких пределах и не всегда соответствует размерам опираемых конструкций. Это обусловливает необходимость применения различных вариантов размещения опорных ребер. Схемы основных технических решении по конструктивному оформлению оголовков. В оголовке сквозной колонны опорное давление с опорной плиты передается на диафрагму через строганый торец, а далее через сварные швы прикрепления диафрагмы к ветвям распределяется по стенкам ветвей. Примыкание конструкций к колонне сбоку. Опорная реакция балки передается с ее опорного ребра на столик, приваренный к полкам колонны. Торец опорного ребра балки и верхняя кромка столика пристрагиваются. Толщину столика принимают на 20...40 мм больше толщины опорного ребра балки. Сварные швы, прикрепляющие столик к колонне (обычно по трем сторонам), рассчитывают по формуле При жестком сопряжении ригеля с колонной узел должен обеспечить передачу поперечной силы и Момента. Поперечная сила передается на опорный столик из листа толщиной 30...40 мм или при N<250 кН из отрезка уголка с частично срезанной полкой. При расчете нижнего узла проверяют прочность болтов и поясных швов, соединяющих стенку колонны с полкой. На эти швы в пределах высоты фасонки передают силу Н целиком,, а ребра жесткости лишь обеспечивают местную устойчивость стенки. Для определения силы Н принимают комбинацию нагрузок, которая дает наибольший по абсолютной величине изгибающий момент в узле сопряжения ригеля
с колонной. Если центр узла смещен по вертикали относительно центра фасонки на величину эксцентриситета е, то прочность поясных швов колонны проверяют по формуле В узле сопряжения ригеля с колонной стенка колонны работает при сложном напряженном состоянии, поэтому следует проверить ее прочность по приведенным напряжениям. При толщине фланца порядка 8...10 мм и расстоянии между болтами b — 160... 200 мм сопряжение ригеля с колонной можно рассматривать как шарнирное. Другим вариантом шарнирного прикрепления фермы к колонне сбоку является сопряжение с ней верхнего пояса фермы (рис.6.53, б, в) на болтах нормальной точности, поставленных в овальные или рассверленные отверстия без применения монтажной сварки. Путем изменения толщины фланца t и расстояния между болтами b (рис. 6.53, а) можно искусственно регулировать значение предельного изгибающего момента в месте сопряжения ригеля с колонной: M =3., bat 2 RyyJi / b . Потребность в таком регулировании может возникнуть, например, при желании ограничить г сжимающее усилие нижнего пояса фермы в крайней панели.
Сварные соединения. Конструирование и расчет. Виды сварных соединений. Такое соединение основано на принципе образования монолитного соединения в результате межатомного сцепления металлов в сварочном шве. (+)Высокая прочность и надёжность (+)Возможность соединения элементов непосредственно друг с другом без вспомогательных деталей и отверстий (+) простота конструирования формы шва (+) экономия металла (+) возможность автоматизации и механизации процесса сварки (-)деформация изделий при усадке сварочных швов (-)наличие остаточных напряжений в конструкции Виды сварок: 1) Ручная электродная сварка 2) Автоматическая и полуавтоматическая под флюсом 3) Сварка в среде защитного газа 4) Электрошлаковая сварка 5) Сварка плавящимся вольфрамовым электродом Материалы для сварки: Применяются электроды Э-42, Э-42А, Э-50 (Цифры – предел прочности на разрыв наплавленного шва; А - повышенная пластичность стали) Типы сварочных соединений и швов: А) Соединение встык прямой
косой Б) Соединение с накладками В) Соединение в нахлёстку
Прочность сварочных швов характеризуется их расчётным сопротивлением Для сварных стыков швов: -расчётное сопротивление (предел текучести) -расчетное сопротивление (предел прочности) По назначению все швы подразделяются на рабочие(воспринимающие усилия) и конструктивные по протяжённости швы разделяются на непрерывные (сплошные),Прерывистые. По месту производства – заводские и монтажные. - заводские швы
- монтажные
По форме шва: С обработанными кромками и швы без обработки (для деталей до 40мм) -X образная обработка -Y образная обработка |
Последнее изменение этой страницы: 2019-05-08; Просмотров: 226; Нарушение авторского права страницы
-Расчётная продольная сила
-количество срезов
- фактич. вес кровельной констр. на 1м2 при уклонах кровли дл 1/8 обычно приним. 
, где 
- шаг фермы.
3мм. Отношение толщины стенки трубы к ее диаметру должно быть не меньше( 
). Для промежут. раскосов и стоек толщину стенки труб можно принимать до 2мм в отношении толщины трубы и диаметра 1/80.
- коэффициент изгиба, принятый по гибкости: 
, зависящей от соединения ветвей и устойчивость колонны относительно свободной оси проверяется по формуле: 
коэффициент продольного изгиба для свободной оси, принятый для приведен. гибкости.
для колонн при соединении ветви планками равна расстоянию между планками.
- коэффициент, зависящий от угла наклона раскоса.
- коэф. продольного изгиба ветви, принятый по гибкости.
.Высота планки принимается 
Чтобы балка не зависала на болтах и плотно опиралась на столик, диаметр болтов принимают на 3...4 мм меньше диаметра отверстий.
, в противном случае второе слагаемое не учитывают. На эту же силу проверяют прочность стенки в зоне примыкания опорной фасонки: H /(t w lw Ry 
) 
. Болты рассчитывают на горизонтальное усилие H = M / h , где М - изгибающий момент для расчетной комбинации нагрузок, вызывающих отрыв фланца от колонны.