Расчет опорных ребер на устойчивость в плоскости, перпендикулярной стенке

 

В расчетное сечение условной стойки включается сечение ребра часть стенки шириной 2S на опоре по оси «1» и S на опоре по оси «2».

= = 17,1см.

 

Проверяем устойчивость ребра по оси «2», так как в этом случае расчетное сечение имеет меньшую площадь.

 

 = = 47,4см ;

 

= = 1067см ;

 

= = 4,75см;

 

= 23,2;

φ» 0,953 (по Табл.72 [3]).

                    = 1792кг/см < =2450 кг/см .      

 

 

Расчет сварного шва, соединяющего опорное ребро по оси «2» со стенкой

По Табл.34 [3] принимаем полуавтоматическую сварку в углекислом газе проволокой диаметром d < 1,4мм при нижнем положении шва, тогда коэффициенты, учитывающий форму поперечного сечения шва: = 0,7; =1,0.

В соответствии с п.11.2 [3] коэффициенты условий работы шва: .

По Табл.55 [3] для района II  2ой группы конструкций и стали С245 принимаем сварочную проволоку Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70*.

По Табл.3 [3] расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва:

 

= 2200кг/см ;

                                                                                 

где, - нормативное сопротивление шва по временному сопротивлению (по Табл. 4 [3]);

    - коэффициент надежности по материалу шва (по Табл. 3 [3]).

 

Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления:

 

= = 1665 кг/см ;

По п.11.2 [3] проверим условие:

(*)

.

 

Учитывая выполнение условия (*), а так же то, что , требуемую высоту катета шва следует определять по величине :

 

= = 0,66.

 

Принимаем = 0,7см > = 0,66см.

 

Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах

Предварительная разработка конструкции

Предварительно принимаем диаметр высокопрочных болтов = 20мм (площадь сечения = 2,45см ).

Диаметр отверстия под болт = + 3 = 23мм.

Из конструктивных соображений принимаем толщину накладки для стенки = 0,9см.

Зазор между отправочными марками в стыке 10мм.

Число вертикальных рядов в стенке по одну сторону от стыка n = 2.

Минимальное расстояние между рядами: 2,5 × d = 2,5 × 23 = 57,5мм» 60мм.

Расстояние от края стенки или накладки до ближайшего ряда: 1,3 × d = 1,3 × 23 = 29,9мм» 30мм.

Шаг болтов по вертикали: (4¸6) × d = 92 ¸138мм. Принимаем шаг равным 100мм.

Расстояние между крайним болтом в вертикальном ряду и внутренней гранью пояса, с, должно быть в пределах (60 - 120)мм. Принимаем с = 60мм.       

Толщина накладок в поясе должна быть больше 0,5× = 0,5 × 20 = 10мм.

Расстояние между внутренними накладками ³ 40мм.

Для пояса принимаем четырехрядное расположение болтов.

 

 

Определение места стыка

Момент инерции ослаблений (отверстиями) сечения пояса:

 

 = 4 × 2,3 × 2,0 × 55 = 55,7 × 10 см ;

 

Момент инерции ослаблений (отверстиями) сечения стенки:

 

= = 22,8 × 10 см ;

 

где,  = 22000.

 

Момент инерции ослаблений всего сечения:

 

 = (2 × 55,7 × 10 ) + 22,8 × 10 = 134,2 × 10 см ;

 

Момент инерции ослаблений сечения с учетом ослаблений (нетто):

 

(536 – 134,2) × 10 = 401,8 × 10 см ;

 

Так как величина , то в соответствии с п.11.14 [3] условный момент инерции сечения нетто:

 

= 1,18 × 401,8 × 10  = 474,1 × 10 см ;

Условный момент сопротивления:

 

= 8318см ;

 

Предельный изгибающий момент в месте монтажного стыка:

 

= 8318 × 2450 = 203,8 × 10 кг×см» 204т×м.

 

По эпюре изгибающих моментов (Рис.4) определяем, что сечение с изгибающим моментом равным предельному (204т×м) находится в III отсеке.

Определяем положение стыка (Х ):

 

;

 

= 3,8м.

 

Расстояние от сои стыка до ближайшего поперечного ребра жесткости должно быть не меньше 0,5м: 4,4 – 3,8 = 0,6м.

Окончательно принимаем стык на расстоянии Х = 3,8м.

Внутренние усилия в месте стыка: ; .

Рис. 12 – Конструкция стыка

 

 

Расчет стыка стенки

 

Момент, воспринимаемый стенкой:

 

= 39,2 × 10 т×м;

 

где, = 100 × 10  - 22,8 × 10  = 77,2 × 10 см  - момент инерции стенки с учетом ослаблений (нетто).

Поперечная сила, воспринимаемая стенкой: 32,3т.

Усилие, приходящееся на крайний болт вертикального ряда от момента :

 

= 9800кг;

 

То же от поперечной силы :

 

= 1468кг.

 

где, m = 11 – число болтов в вертикальном ряду.

 

Суммарное усилие, приходящееся на крайний болт вертикального ряда:

 

= 9909кг.

 

Предельное усилие многоболтового соединения, приходящегося на один болт в соответствии с п.11.13 [3]:

;

 

где, - наименьшее временное сопротивление материала болта разрыву. По Табл.61* принимаем сталь 40Х «Селект».  = 10000кг/см ;

   = 2 - количество плоскостей трения;

   = 1,0 - коэффициент условия работы соединения при количестве болтов больше 10шт;

   μ – коэффициент трения, принимаемый по Табл. 36 [3]. Принимаем очистку стальными щетками, μ = 0,35.

   = 1,0 - коэффициент условия работы балки в месте стыка на высокопрочных болтах;

= 1,17 – коэффициент надежности при очистке стальными щетками (Табл. 36 [3]).

 

= 10,2т > 9,9т – условие выполняется;

 

= 3% < 20% - условие выполняется.

 

Расчет стыка пояса

 

а) Определение числа болтов в стыке пояса.

Момент, воспринимаемый поясами:         

 

= 204 – 39,2 = 164,8т×м;

 

Продольное усилие в поясе:

 

= 149,8т;

 

Требуемое число болтов (по одну сторону от оси стыка):

 

= 14,7;

 

Принимаем 16 болтов (четное число, больше ).

 

б) Проверка прочности накладок.

Пусть толщина накладок в поясе: = 12мм > 0,5 × = 0,5 × 20 = 10мм.

Ширина наружной площадки: = 360мм.

Ширина внутренней накладки: = 160мм.

Тогда, = 360 – 2 × 160 = 40мм.

Площадь сечения накладок:

 = 1,2 ×(36 + 2 × 16) = 81,6см  > = 2 × 36 = 72см .

Прочность накладок обеспечена.