Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Практические заанятия-укр

.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
02.04.2021
Размер:
1.66 Mб
Скачать

11

різні значення ПНО.

При формуванні зв'язування, ВМ які його складають, повинні бути покладені так, щоб габаритний об'єм зв'язування був найменшим. При формуванні зв'язування кількість ВМ у ньому визначається рекомендованою масою або бажаними розмірами зв'язування.

Маса зв'язування залежить від маси одного профілю, яка у свою чергу визначається розмірами та матеріалом, з якого виготовлений профіль. У більшості довідкової літератури приводиться маса погонного метра(q). Маса погонного метра використовується в тому випадку, коли маса кожного метра всього профілю (або іншого виробу) однакова по всій його довжині.

Переріз зв'язування повинен наближатися до квадрата, тому що зв'язування, яке має більшу висоту, буде нестійким при укладенні, а більшу ширину – буде «зруйноване» (зім'яте) при перевантаженні. Допускається незначне відхилення від квадратного перерізу зв'язування, яке обумовлене конкретними розмірами профілів і обмеженнями за масою зв'язування.

При формуванні зв'язування необхідно враховувати послідовність укладання профілів у зв'язування. Тобто при формуванні зв'язування, воно не повинна розвалитися (повинно бути стійким) до моменту його скріплення(ув'язування).

У роботі розглядаються окремі види сортового профілю(куточок, двотавр, швелер). Для формування зв'язування основне значення мають наступні характеристики профілю: ширина (b), висота (h), товщина (d), зовнішній вигляд

(рис. 1).

Рисунок 1 – Перерізи профілів

У роботі приймається, що:

üтовщина профілю d однакова за всім профілем;

üдля рівнобічного куточка задається тільки одна величина h (b = h); üпри формуванні зв'язування, зазори (порожнини) між окремими профі-

лями дорівнюють 1 мм;

12

üмаса зв'язування повинна бути від 2 до 3 т; üдопускається відхилення зазначеної маси не більш ніж на 25 %. Робота умовно складається з декілька етапів:

на першому – визначається питомий об'єм ВМ (UМ) кожного виду профі-

лю;

на другому – кількість профілів за шириною (nb) і висотою (nh) зв'язува-

ння;

на третьому – лінійний розмірів зв'язування (bС і hС), коефіцієнт форми (КФ) і ПНО зв'язування (U).

Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта, з табл. 1 для кожного виду профілів (пропонується два види) виписуються значення h (мм), b

(мм), d (мм), ℓ (м), q (кг/м).

Таблиця 1

Варіант

h, мм

b, мм

d, мм

ℓ, м

q, кг/м

h, мм

b, мм

d, мм

ℓ, м

q, кг/м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

 

 

К у т о

ч о к

 

 

 

Балка

двотаврова

 

1

50

3

5

2,32

100

55

4.5

5

9.46

2

56

36

4

5

2.81

120

64

4.8

6

11.5

3

56

4

6

3,44

140

73

4.9

7

13.7

4

63

40

4

6

3.17

160

81

5.0

8

15.9

5

63

4

4

3,90

180

90

5.1

9

18.4

6

70

45

5

6

4.39

200

100

5.2

5

21.0

7

70

4,5

7

4.87

220

110

5.4

6

24.0

8

75

50

5

7

4.79

240

115

5.6

7

27.3

9

75

5

6

5.80

270

125

6.0

8

31.5

10

80

50

5

9

4.99

300

135

6.5

9

36.5

11

80

5.5

8

6.78

330

140

7.0

5

42.2

12

90

56

5.5

5

6.17

360

145

7.5

6

48.6

13

90

6

9

8.33

400

155

8.3

7

57.0

14

100

63

6

6

7.53

450

160

9

8

66.5

15

100

6,5

7

10,1

500

170

10

9

78.5

 

 

К у т о

ч о к

 

 

 

Ш

в е л е

р

 

16

110

70

6.5

7

8.98

50

32

4.4

5

4.84

17

110

7

9

11.9

80

40

4.5

6

7.05

18

125

80

7

8

11.0

100

46

4.5

7

8.59

19

125

8

7

15.5

120

52

4.8

8

10.4

20

140

90

8

9

14.1

140

58

4.9

9

12.3

21

140

9

7

19.4

160

64

5.0

6

14.2

22

160

100

9

6

18.0

180

70

5.1

7

16.3

23

160

10

8

24.7

200

76

5.2

8

18.4

24

180

110

10

7

22.2

220

82

5.4

9

21.0

25

180

11

9

30.5

240

90

5.6

5

24.0

26

200

125

11

8

27.4

270

95

6.0

6

27.7

13

Продовження таблиці 1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

27

200

12

9

37.0

300

100

6.5

7

31.8

28

250

160

12

9

34.9

330

105

7.0

8

36.5

29

220

14

8

47.4

360

110

7.5

9

41.9

30

250

16

9

61.5

400

115

8.0

7

48.3

Для кожного виду профілю визначаємо довжину ℓМ (м), ширину bМ, висо-

ту hМ (мм) і масу ВМ gМ (кг):

 

 

М = ℓ;

bМ = b;

hМ = h;

gМ = q × М,

де q – маса одного погонного метра профілю, кг/м.

 

¬Спочатку розраховується питомий об'єм ВМ (UМ) кожного заданого виду профілю, (м3/т). При цьому, ширину bМ і висоту hМ виражаємо (переводимо) у метрах, а масу ВМ gМ, виражаємо (переводимо) у тоннах

UМ = (ℓМ × bМ × hМ) / gМ.

Значення UМ визначається з точністю не менш ніж три значущих цифр після коми.

¬Далі здійснюємо визначення кількість профілів за шириною (nb) і висотою (nh) зв'язування для кожного виду профілю окремо.

Для точності розрахунків при формування зв'язування, значення b, h і d виражаються в міліметрах. Всі розрахунки здійснюються з точністю не менш двох знаків після коми.

Ø Визначення кількість профілів у зв'язуванні з куточка.

Формування зв'язування здійснюється з урахуванням послідовності укладання, тому куточок повертається й укладається в іншому положенні (рис. 2, а), ніж було зазначено на рис. 1.

Таке розташування куточка правомочне, тому що VМ не зміниться, а ширина зв'язування bС при цьому буде дорівнює значенню «с» (рис. 2, б).

Так як сторони куточка (b і h) розташовані під кутом в 90°, скористаємося теоремою Піфагора для визначення значення «с», мм

c = b 2 + h 2 .

Сформоване зв'язування повинно мати форму квадрата в перерізі(наближатися до нього) тому приймаємо, що висота зв'язування(hС) дорівнює його ширині (bС).

Визначаємо скільки (кількість (n)) куточків поміститься у зв'язування такого розміру, і яка буде маса (gС) такого зв'язування.

Спочатку розглядаємо ситуацію коли кількість куточків за шириною зв'- язування nb дорівнює одиниці (nb = 1), тоді

hС = bС = с.

З рис. 2, б видно, що самі куточки розташовуються не відразу на поверхні опори (підлоги), а є певний зазор (Dh). Тому спочатку визначимо цю величину.

Висота прямокутного трикутника (Dh) ділить гіпотенузу (с), пропорційно величинам катетів (b і h) (рис. 2, а).

Якщо трикутник рівнобічний (b = h), то гіпотенуза (с) ділиться навпіл сb = сh = с / 2.

14

тоді отримуються два рівнобічний трикутника (див. рис. 2, а) для яких Dh = сb = сh, таким чином Dh (мм) визначається з виразу

Dh = с / 2.

Рисунок 2 – Послідовність формування зв'язування куточка

Якщо трикутник нерівнобічний (b ¹ h), то гіпотенуза (с) ділиться пропор-

ційно величині відповідних катетів(див. рис. 2, а). Значення величин с та с

b h

(мм) визначається з наведених нижче виразів

c = b2 /

b2 + h2 = b2 / c або c = h2 / b2 + h2 = h2 / c .

b

h

Знаючи величини катета с (с ) і гіпотенузи b (h), визначаємо значення

b h

величини другого катета (Dh), мм

D h = b 2 - c

2

або D h =

h 2 - c

2 .

 

b

 

 

h

Значення Dh які визначені по сb та сh повинні співпадати, якщо ж вони не рівні, то необхідно перевірити розрахунок. Допускається незначний розбіг Dh, що зв’язаний з точністю розрахунків.

Після розрахунку Dh, продовжуємо визначення кількості профілів у зв'язуванні.

Тоді висота зв'язування, яка залишається для розміщення куточків складе

15

hС Dh. Кожний куточок по висоті займає ВМ, яке дорівнює сумі товщини куточка (d) і величини зазору між ними(z). Виходячи із цього, визначаємо кількість куточків у зв'язуванні за висотою (nh), од.

nh = [(с – Dh) / (d + z)],

дробове значення nh округляється до цілого числа. Округлення може здійснюватися до найближчого цілого як в більшу, так й в меншу сторону. Наприклад, nh = [(с – Dh) / (d + z)] = [(98,5 – 46,3) / (5 + 1)] = [8,7] = 9.

Зазор (порожнина) z утворюється між окремими профілями через шорсткість і нерівність їхньої поверхні. У розрахунках приймаємо z = 1 мм.

Визначаємо загальну кількість куточків у зв'язуванні (n), од.

n = nb × nh.

Далі визначаємо масу зв'язування (gС), т

gС = n × gМ.

де gМ – маса одного профілю, т.

Отримана маса порівнюється із припустимою, при цьому можлива одна з 4 наступних ситуацій.

1. Маса зв'язування більше 3,75 т – кількість куточків за висотою (nh) зменшується, доти, поки gС не стане менше 3,75 т. Кількість куточків по висоті (nh) можливо визначити з виразу

nh = [3,75 / (nb × gМ)],

при цьому отримане значення nh округлюється до найближчого меншого цілого числа. Записуємо отримане знач6ення nh та прийняте в розрахункахnb; перераховуємо та записуємо значення n й gС. Після чого переходимо до визначення кількості профілів у зв'язуванні із двотаврової балки (швелера).

2.Маса зв'язування більше 1,5 т але менше 3,75 т – кількість куточків за висотою не міняється. Записуємо отримане знач6ення nh та прийняте в розрахунках nb. Після чого переходимо до визначення кількості профілів у зв'язуванні із двотаврової балки (швелера).

3.Маса зв'язування незначно менше1,5 т (0,9 £ gС < 1,5) – кількість куточків за висотою (nh) збільшується, доти, поки gС не стане більше 1,5 т. Кількість куточків по висоті (nh) можливо визначити з виразу

nh = [1,5 / (nb × gМ)],

при цьому отримане значення nh округлюється до найближчого більшого цілого числа. Записуємо отримане знач6ення nh та прийняте в розрахункахnb; перераховуємо та записуємо значення n й gС. Після чого переходимо до визначення кількості профілів у зв'язуванні із двотаврової балки (швелера).

4. Маса зв'язування значно менше1,5 т (gС < 0,9) – кількість куточків у зв'язуванні за висотою й шириною перераховується.

Перерахування кількості куточків здійснюється в наступній послідовності, при цьому всі величини значень для розрахунку (с, Dh, d) – в мм.

За шириною зв'язування розташовуємо два куточки (nb = 2) (рис. 2, в), тоді з урахуванням зазору між двома стопками(рядом розташованими) куточків z, одержимо hС, мм

hС = bС = (2 × с + z).

16

Тоді кількість куточків за висотою (nh) складе, од.

nh = [((2 × с + z) – Dh) / (d + z)],

дробове значення nh округляється до цілого числа. Округлення може здійснюватися до найближчого цілого як в більшу, так й в меншу сторону.

Після чого повторюється розрахунок n і gС. Отримана маса (gС) порівнюється із припустимою, при цьому можлива одна з 4 раніш вказаних ситуацій.

При ширині зв'язування в три куточки (nb = 3) hС = bС = (3 × с + 2 × z);

nh = [((3 × с + 2 × z) – Dh) / (d + z)],

дробове значення nh округляється до цілого числа. Округлення може здійснюватися до найближчого цілого як в більшу, так й в меншу сторону.

Після чого повторюється розрахунок n і gС. Отримана маса (gС) порівнюється із припустимою, при цьому можлива одна з 4 раніш вказаних ситуацій.

Перерахунок, зі збільшенням ширини зв'язування, триває доти, поки маса зв'язування стане припустимою.

ØВизначення кількість профілів у зв'язуванні із двотаврової балки(шве-

лера).

При формуванні зв'язування із профілів зазначеної конфігурації взаємне розташування окремих ВМ може бути довільним. При цьому необхідно тільки, щоб об'єм сформованого зв'язування був найменшим, а форма перерізу (розрізу) наближалась до квадрату. Приклади найбільш типового взаємного розташування окремих профілів наведені на рис. 3.

Рисунок 3 – Приклади схеми зв'язування двотавра та швелера

При формуванні зв'язування необхідно, крім дотримання квадратного перерізу, щоб кількість профілів за шириною (nb) було однаковим у всіх рядах за висотою. Тобто кожний ряд виглядав (мав зовнішній вид) та складався з однакової кількості профілів (див. рис. 3).

При формування зв'язування, після скріплення (ув'язування), його можна перевертати (міняти висоту й ширину) за умовою стійкості зв'язування й у такому положенні. Формування можна робити відразу в переверненому виді, маючи на увазі перевертання(кантування) зв'язування після скріплення (див. зв'- язування двотаврової балки рис. 3).

Для формування зв'язування розраховуємо попередньо необхідну кількість профілів (n¢), виходячи з його маси у 2 т, од.

17

n¢ = [2,0 / gМ],

де gМ – маса одного профілю, т.

Значення n¢ – ціле число, тому округлюється до найближчого цілого в більшу або меншу сторону.

Виходячи з значення n¢, співвідношення ширини (bМ) та висоти (hМ) профілю формується зв'язування, тобто визначається взаємне просторове розташування профілів в зв'язуванні та їхня кількість по ширині (nb) й висоті (nh).

Попередню кількість профілів по ширині(nb) зв’язки двотавру визначаємо по співвідношенню висоти (hМ) й ширини (bМ) профілів (k)

k = hМ / bМ

з виразу

nb = [l × n¢ / k],

де l – коефіцієнт, який корегує.

l = 7,4145 × n¢–0,733,

при цьому значення (nb) – ціле число. Округлення здійснюється по правилам арифметики до найближчого цілого як в більшу, так й в меншу сторону.

Значення l в залежності від n¢ можливо також визначити з табл. 2. Таблиця 2

n¢

l

n¢

l

n¢

l

n¢

l

n¢

l

n¢

l

3

3,314

12

1,200

21

0,796

30

0,613

39

0,506

48

0,434

4

2,684

13

1,131

22

0,769

31

0,598

40

0,496

49

0,428

5

2,279

14

1,072

23

0,745

32

0,585

41

0,487

50

0,421

6

1,994

15

1,019

24

0,722

33

0,572

42

0,479

51

0,415

7

1,781

16

0,972

25

0,701

34

0,559

43

0,471

52

0,410

8

1,615

17

0,929

26

0,681

35

0,547

44

0,463

53

0,404

9

1,481

18

0,891

27

0,662

36

0,536

45

0,455

54

0,398

10

1,371

19

0,857

28

0,645

37

0,526

46

0,448

55

0,393

11

1,279

20

0,825

29

0,628

38

0,515

47

0,441

56

0,388

Попередню кількість профілів по ширині(nb) зв’язки швелеру визначаємо з виразу

nb = [ n¢ ],

при цьому значення (nb) – ціле число. Округлення здійснюється по правилам арифметики до найближчого цілого як в більшу, так й в меншу сторону.

Кількість рядів профілів по висоті (nh) дорівнює

nh = [n¢ / nb],

при цьому значення (nh) – ціле число. Округлення здійснюється по правилам арифметики до найближчого цілого як в більшу, так й в меншу сторону.

Визначаємо загальну кількість профілів в зв'язуванні, од. n = nb × nh.

Якщо отримане значення n відрізняється від n¢ (n ¹ n¢), необхідно перевірити масу такого зв'язування (gС = n × gМ), для якої повинно виконуватися умова

1,5 £ gС £ 3,75.

©Коли умова задовольняється, то формування зв'язування з двотаврової

18

балки (швелера) закінчено й можна приступати до подальших розрахунків. ©Коли умова не задовольняється, то формування зв'язування з двотавро-

вої балки (швелера) необхідно повторить знову змінивши значення nb та nh так, щоб отримати більше або менше значенняn, котре б задовольняло вище наведеній умові.

Наприклад (см. рис. 3):

двотавр hМ = 230 мм, bМ = 120 мм, n¢ = 15 од., gМ = 0,133 т;

k = hМ / bМ = 230 / 120 = 1,917;

l = 7,4145 × n¢–0,733 = 7,4145 × 15–0,733 = 1,0186;

nb = [l × n¢ / k] = [1,0186 × 15 / 1,917] = [7,97] = 7 од.; nh = [n¢ / nb] = [15 / 7] = [2,143] = 2 од.;

n = nb × nh = 7 × 2 = 14 од.;

gС = n × gМ = 14 × 0,133 = 1,862 т;

так як 1,5 £ 1,862 £ 3,75, то розрахунок закінчено;

швелер hМ = 230 мм, bМ = 80 мм, n¢ = 15 од., gМ = 0,133 т; nb = [ n¢ ] = [ 15 ] = [3,873] = 4 од.;

nh = [n¢ / nb] = [15 / 4] = [3,75] = 4 од.; n = nb × nh = 4 × 4 = 16 од.;

gС = n × gМ = 16 × 0,133 = 2,128 т;

так як 1,5 £ 2,128 £ 3,75, то розрахунок закінчено.

¬Тепер можна приступити до визначення лінійних розмірів зв'язування (ℓС, bС, hС), коефіцієнта форми (КФ) і ПНО зв'язування (U).

Визначення лінійних розмірів зв'язування (ℓС, bС, hС) і коефіцієнта форми (КФ) здійснюється в мм, з урахуванням зазорів між профілями в1 мм за шириною та висотою зв'язування. Всі розрахунки здійснюються з точність не менш двох знаків після коми.

ØПриступаємо до визначення розмірів

зв'язування куточка– довжини

(ℓС), ширини (bС) і висоти (hС), мм

 

С = ℓМ;

bС = с × nb + (nb – 1) × z;

hС = Dh + (d + z) × nh.

Після чого, у протоколі наводимо схематичне зображення отриманого зв'- язування куточка (рис. 2,б, 2,в, 2,г) з вказівкою розмірів bС та hС (мм) та значен-

ня nb, nh (рис. 4,б).

В схематичному зображенні зв'язування куточка(двотаврової балки або швелера), при великому значенні nh можливо вказувати (малювати) не всі ВМ по висоті, а тільки їх частину (рис. 4,б).

ØДалі визначаємо розміри зв'язування двотаврової балки(швелера) – довжини (ℓС), ширини (bС) і висоти (hС), мм.

Для цього у протоколі приводяться схематичне зображення зв'язування за яким повинно бути зрозуміло взаємне розташування профілів у неї, їх кількість по ширині (nb), (nh) та загальне (n) (рис. 4, а).

Взаємне розташування профілів (двотаврової балки або швелера) повинно бути таким, щоб окремі профілі не «зависали у повітрі» в процесі формування зв'язування. При цьому необхідно враховувати можливість перевертання зв'язування після його формування, як було вже зазначено раніше

19

Якщо для цього потрібно змінити значенняn, необхідно перевірити масу такого зв'язування (gС) по раніше вказаному алгоритму.

Рисунок 4 – Приклади схем зв’язування сортового метала

Довжина зв'язування (ℓС) визначається довжиною ВМ (ℓМ), тобто ℓС = ℓМ. Ширина зв'язування (bС) визначається шириною профілю(b), його товщиною (d), кількістю профілів за шириною зв'язування(nb) і їхнім взаємним

розташуванням.

Висота зв'язування (hС) визначається висотою профілю (h), його товщиною (d), кількістю шарів (рядів) профілів за висотою зв'язування(nh) і взаємним розташуванням профілів у кожному шарі (ряді).

Ширину (bС) та висоту (hС) зв'язування визначаємо за її схемою.

Формула для розрахунку bС та hС визначається (записується) по наведеній схемі зв'язування двотаврової балки (швелера) в загальному вигляді Після чого до неї підставляються значення (b, h, d, z) та розраховується величина bС (hС).

Наприклад.

Зв'язування сформоване з 5 двотаврових балок (рис. 5, а).

Рисунок 5 Схема зв'язування з 5 двотаврових балок

Ширину зв'язування (bС) двотаврової балки визначаємо по її схемі(для кожного варіанту вона своя, а в прикладі див. рис. 5, а). На рис. 5, а по ширині

20

зв'язування двотаврові балки розташовуються своєю шириноюb (см. рис. 1). Тоді, виходячи з їх кількості та взаємного розташування, отримуємо

bС = b + z + d + z + b + z + d + z + b = 3 × b + 2 × d + 4 × z,

підставив числові значення b, d та z, отримуємо розмір зв'язування по ширині

(bС), мм.

Висоту зв'язування (hС) визначаємо по її схемі (для кожного варіанту вона своя, а в прикладі див. рис. 5, а). На рис. 5, а по висоті зв'язування двотаврові балки розташовуються своєю висотою h (см. рис. 1). Тоді, виходячи з їх кількості та взаємного розташування, отримуємо

hС = h + z + d,

підставив числові значення h, d та z, отримуємо розмір зв'язування по висоті (hС), мм. Розглянемо приклад зв'язування, сформованого з 8 швелерів (рис. 5, б).

Ширину зв'язування (bС) швелера визначаємо по її схемі (для кожного варіанту вона своя, а в прикладі див. рис. 5, б). На рис. 5, б по ширині зв'язування швелер розташовуються своєю висотою h (см. рис. 1). Тоді, виходячи з їх кількості та взаємного розташування, отримуємо

bС = (h + z + d) × 2 + z,

підставив числові значення h, d та z, отримуємо розмір зв'язування по ширині

(bС), мм.

Висоту зв'язування (hС) визначаємо по її схемі (для кожного варіанту вона своя, а в прикладі див. рис. 5, б). На рис. 5, б по висоті зв'язування швелер розташовуються своєю шириноюb (см. рис. 1). Тоді, виходячи з їх кількості та взаємного розташування, отримуємо

hС = (b + z + d) × 2 + z,

підставив числові значення b, d та z, отримуємо розмір зв'язування по висоті

(hС), мм.

Після чого, у протоколі на приведеному схематичному зображенні двотавру (швелера) вказуються розміри отриманого зв'язування bС, hС (мм) та значення nb, nh (рис. 4, а).

¬Далі розраховуємо коефіцієнт форми для кожного виду профілю (КФ)

КФ = (bС × hС) / (bМ × hМ × n).

Тепер визначаємо коефіцієнт трюмного укладання(КТР) для кожного отриманого зв'язування. Для цього розраховуємо значення (bС + hС) для кожного виду профілю в метрах і визначаємо значення КТР за графіком (рис. 6).

На рис. 6 наведений графік залежності КТР від значення (b + h) зв'язування в цілому по судну, тобто використовується крива лінія з індексом«С» (середнє).

Алгоритм визначення значення КТР описаний у роботі № 1.

Якщо значення (b + h) нема на рис. 6, то значення К визначається по

ТР

рис. 1 у роботі № 1.

Записуємо результат визначення КТР у вигляді

(bС + hС) = … ® КТР = …

Розраховуємо коефіцієнт трюмного укладання з урахуванням форми вантажу К¢ТР