Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расчет и конструирование сварных швов
|
|
МПа.
МПа.
где 
, 
- коэффициенты глубины проплавления
- коэффициенты условий работы шва
МПа - расчётное сопротивление по металлу шва(т.4.4[1]);
МПа - расчётное сопротивление по металлу границы сплавления;
МПа – временное сопротивление стали С245 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 2 до 20мм (т. 2.3 [1]);
Расчет ведем по металлу границы сплавления, так как
МПа > МПа.
Прикреплять элементы решётки из уголков к фасонкам рекомендуется двумя фланговыми швами.
Распределение усилий между швами по обушку и перу
| Тип сечения | k1 | k2 |
      y
x x
y
| 0.7 | 0.3 |
Значение коэффициентов, учитывающих распределение усилия в элементе между швами по обушку и перу уголка, принимаются обушок уголка К1 =0.7; перо уголка К2 =0.3;
Требуемые расчётные длины швов:
- по обушку 
; по перу 
;
Катетом шва следует задаваться, исходя из конструктивных ограничений:
- по обушку 
; -по перу 
,
Конструктивная длина шва 
мм. Полученные по расчёту длины швов округляем в большую сторону до размера, кратного 5 мм. Если по расчёту длина шва меньше 50 мм, то принимаем 50 мм. Расчёт швов удобно выполнять в табличной форме (таблица 6.)
Таблица 6 - Расчёт длин сварных швов
| Элемент | № стержня | Сечение | N, кН | Шов по обушку | Шов по перу | |||||
| 
| 
|
|
| ,
| |||||
| мм | мм | мм | мм | мм | мм | |||||
| верхний пояс | 125х10 | 0.1 | 0.03 | 0.02 | ||||||
| нижний пояс | 90х8 | 358.5 | 119.6 | 61.52 | ||||||
| раскосы | 125х10 | 409.4 | 136.6 | 70.25 | ||||||
| 50х5 | 186.9 | 74.8 | 4/5 | 41.90 | ||||||
| 63х5 | 55.1 | 22.1 | 4/5 | 11.82 | ||||||
| 63х5 | 39.6 | 15.9 | 4/5 | 8.49 | ||||||
| стойки | 50х5 | 28.6 | 11.5 | 4/5 | 6.13 | |||||
| 50х5 | 54.8 | 21.9 | 4/5 | 11.75 | ||||||
| 50х5 | 50.2 | 20.1 | 4/5 | 10.77 |
3.5 Расчет и конструирование узлов ферм
По полученным длинам швов крепления раскосов и стоек определяем размеры фасонки. Стержни решётки не доводим до поясов на расстояние 
мм, но не более 80 мм, 
- толщина фасонки в мм. Для рассчитываемой фермы 
мм< 80мм, принимаем а=55мм.
Узел 1.
Длина сварных швов крепления стойки к фасонке 
. Принимаем 
. Расчётная длина швов 
, в расчёт включаем 
Сварные швы крепления пояса рассчитываем на совместное действие усилий 
и 
Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам уголков:
Напряжения в наиболее нагруженных швах по перу уголков:
Узел 2.
Длина сварных швов крепления пояса к фасонке 
. Принимаем . Расчётная длина швов 
, в расчёт включаем
Сварные швы крепления пояса рассчитываем на совместное действие усилий 
и 
.
Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам уголков:
Узел 4.
Узел проектируем на высокопрочных болтах М20 из стали 40X “селект”, для крепления поясов принимаем 4 листовых накладки сечением 125х10.
Прочность стыка проверяем по усилию
Площадь сечения стыка определяем с учетом ослабления поперечного сечения каждой накладки одним отверстием диаметром 
, тогда площадь нетто горизонтальной и вертикальной накладок:
;
Усилие воспринимаемое одной накладкой:
где 
- коэффициент условий работы;
Ry = 240 МПа – расчетное сопротивление стали С245 для листового проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 2 до 20мм (т. 2.3 [1]);
Средние напряжения в накладках:
Определяем несущая способность одной плоскости трения одного высокопрочного болта:
.
где Аbh =2.45 см2 –площадь одного болта нетто (т.5.5 [1]);
- расчетное сопротивление болтов растяжению;
-наименьшее временное сопротивление (т.5.7[1]);
- коэффициент условий работы при количестве болтов в стыке с одной стороны меньше n < 5 (т.5.3[1]);
-коэффициент трения для газопламенной обработки контактных поверхностей без консервации и контроля натяжения болтов по моменту закручивания (т.5.9[1]);
Для прикрепления одной горизонтальной накладки при одной плоскости трения 
число болтов по одну сторону от оси стыка:
, принимаем 4 болта М20.
Так как площадь ослабленного сечения накладки 
, то необходима проверка его прочности по следующей формуле:
где 
- расчетная площадь сечения;
- количество болтов в рассматриваемом сечении;
- общее число болтов на накладке по одну сторону от оси стыка.
Сварные швы крепления фасонки к поясу принимаем конструктивно минимальной толщины 
Узел 3.
Сечения накладок принимаем 
.
Прочность стыка проверяем по усилию:
Площадь сечения одной накладки с учетом ослабления одним отверстием:
Среднее напряжение в накладках:
т.к. условие не выполняется, то сечения накладок принимаем 
.
Площадь сечения одной накладки с учетом ослабления одним отверстием:
Среднее напряжение в накладках:
Принимаем те же болты, как и в узле 4. Усилие, воспринимаемое одной накладкой,
;
Требуемое число высокопрочных болтов для прикрепления одной горизонтальной накладки по одну сторону от оси стыка:
, принимаем 3 болта.
Для прикрепления вертикальных накладок в узле требуется такое же число болтов. Болты располагаем в 1 ряд.
Так как 
, то необходима проверка прочности ослабленного сечения.
Швы крепления фасонки к поясу принимаем конструктивно 
.
Узел 5.
Длина швов крепления пояса к фасонке составляет: по обушку 18 см, по перу – 12.6 см. Принимаем 
. Расчеты на прочность не выполняем.
Узел 6.
Швы крепления пояса к фасонке рассчитываем на совместное действие продольных усилий в смежных панелях пояса 
и 
и узловой нагрузки F.
Расчётное сочетание загружений рамы - 11, 4:
, 
Узловая нагрузка: 
.
По полученным при конструировании узла размерам фасонки длина швов крепления пояса составляет l = 62.7 см. Принимаем
Расчетная длина шва 1: 
, поэтому в расчет включаем 
.
Напряжения в наиболее нагруженном шве по обушку:
Расчетная длина шва 2: 
, поэтому в расчет включаем 
.
Напряжения в наиболее нагруженном шве по обушку:
Расчетная длина шва 3: 
, поэтому в расчет включаем 
.
Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам:
.
Дополнительные напряжения от узловой нагрузки F:
где: 
- суммарная протяженность участков швов, передающих силу F.
Узел 7.
Швы крепления пояса к фасонке рассчитываем на совместное действие продольных усилий в смежных панелях пояса 
и 
и узловой нагрузки F.
Расчётное сочетание загружений рамы - 5, 6:
, 
Узловая нагрузка: .
По полученным при конструировании узла размерам фасонки длина швов крепления пояса составляет l = 96 см. Принимаем
Расчетная длина шва 1: 
, поэтому в расчет включаем 
.
Напряжения в наиболее нагруженном шве по обушку:
Расчетная длина шва 2: 
, поэтому в расчет включаем 
.
Напряжения в наиболее нагруженном шве по обушку:
Расчетная длина шва 3: 
, поэтому в расчет включаем .
Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам:
.
Дополнительные напряжения от узловой нагрузки F:
где: - суммарная протяженность участков швов, передающих силу F.
Узел 8.
Длина швов крепления пояса к фасонке составляет: по обушку 18 см, по перу – 12.6 см. Принимаем 
.Их прочность не проверяем, так как эти швы передают то же усилие, что и швы крепления стойки 3 к фасонке, длина которых меньше.
Соединительные прокладки.
Для обеспечения совместной работы уголков их необходимо соединить прокладками. Расстояние между прокладками должно быть не более 40i для сжатых элементов и 80i для растянутых элементов, где i – радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной плоскости прокладки. При этом в сжатых элементах ставится не менее двух прокладок. Ширину прокладок принимаем равной 60мм, длину - 
, толщину – 12мм, равной толщине фасонок.
[1]Если отношения нормативного веса покрытия к нормативному весу снегового покрова, то
[2] при