Задача 3
Подобрать сечение сварной колонны двутаврового сечения на действие расчетной силы с учетом коэффициента надежности по назначению , приложенной в центре колонны. Материал конструкции ВСтЗпсб, расчетное сопротивление бетона фундамента на сжатие=7,5 МПа. Расчетная схема колонны показана на рис. 3,б.
Таблица 3
Исходные данные
Последняя цифра шрифта |
, м |
Предпослед-няя цифра шрифта |
N,кН |
0 |
12 |
9 |
400 |
1 |
11,5 |
8 |
450 |
2 |
11 |
7 |
500 |
3 |
10,5 |
6 |
550 |
4 |
10 |
5 |
600 |
5 |
9,5 |
4 |
650 |
6 |
9 |
3 |
700 |
7 |
8,5 |
2 |
750 |
8 |
8 |
1 |
800 |
9 |
7,5 |
0 |
850 |
Рис 3 Расчетная схема колонны
Выполнение расчетов:
Подбираю сечение свободно стоящей колонны (нижний конец защемленный, верхний конец свободный) сварного двутаврового сечения центрально загруженной силой = 450 кН. Высота колонны= 9,5 м. Коэффициент условий работы = 1. Материал конструкции ВСтЗкп2.
Рис 4. Сечение колонны
Решение
Расчетная длина колонны с учетом закрепления ее концов . Расчетное сопротивление стали= 215 МПа. Задаемся предварительно гибкостью=80, (= 0,686) и производим предварительный подбор сечения
.
Принимаем сварное двутавровое сечение (рис. 4) .При высоких колоннах,чтобы обеспечить гибкость увеличиваем площадь .
Проверим соблюдение конструктивных требований.
Отношение высоты стенки к толщине
Постановка ребер жесткости в стенке не требуется. Проверяем устойчивость поясов
. Устойчивость поясов не обеспечена, укрепляем ребрами по всей высоте
Моменты инерции принятого сечения
Радиусы инерции
Гибкость
Проверку напряжений производим по наибольшей гибкости
Несущая способность колонны обеспечена. Сварные швы принимаем конструктивно толщиной = 7 мм.
Задача 4
Проверить прочность стыкового шва двух элементов (рис. 5) на действие растягивающей силы N.Материал конструкции — сталь марки ВСтЗкп2. Сварка ручная, электроды Э42. Исходные данные приняты по85 варианту, приведенных в табл. 4. Коэффициент надежности по назначению
Рис.5 Схема стыкового соединения
Таблица 4
Исходные данные
Последняя цифра шрифта |
N. кН |
Предпоследняя цифра шрифта |
t,мм |
, мм |
0 |
200 |
0 |
8 |
200 |
1 |
250 |
9 |
10 |
210 |
2 |
400 |
8 |
12 |
220 |
3 |
500 |
7 |
14 |
240 |
4 |
600 |
6 |
16 |
250 |
5 |
700 |
5 |
18 |
260 |
6 |
800 |
4 |
20 |
280 |
7 |
900 |
3 |
22 |
300 |
8 |
1100 |
2 |
25 |
320 |
9 |
1200 |
1 |
28 |
340 |
Пример выполнения расчетов:
Два листа из стали марки ВСтЗпсб сечением 220×12 мм соединены прямым сварным швом встык ручной сваркой (рис. 6). Марка электрода Э42А.Проверить прочность стыкового шва двух элементов на действие растягиваю-щей силы N =700 кН.
Рис. 6 Схема стыкового соединения
Расчетное сопротивление стыкового шва на растяжение (табл. 5). Мпа=19,1 кН/см2. Коэффициент условий работы =l. Полная длина шва = 22 см, толщина свариваемых листов=1,2 см. Расчетная длина швасм.
Условие прочности стыкового соединения
Таблица 5
Расчетные сопротивления металла для сварных соединений, МПа
Вид сварного шва |
Напряженное состояние |
Расчетные сопротивления |
Величина расчетного сопротивления при марках стали и электродах | ||
ВСтЗкп2; для ручной сварки электрод 342, для автоматической сварки— сварочная проволока Св-08А под флюсом АН-60 |
ВСтЗспо; ВСтЗпсб; для ручной сварки электрод Э42А. для автоматической сварки—сварочная проволока С.В-08А под флюсом АН-348А |
9Г2С; Для руиной сварки электрод Э50А. Для автоматической сварки - сва- рочиая проволокаСв-10ГА под флюсом АН-47 | |||
Стыковой |
Сжатие, растяжение, изгиб Сдвиг |
|
182
124 |
191
130 |
263
179 |
Угловой |
Срез: по металлу шва по металлу границы сплавления |
|
180
164 |
180
166 |
215
211 |
Подставим в данное неравенство значения из условия задачи
Т.е. условие прочности стыкового сварного соединения не выполняется, выполняем увеличение сечения 330х1,2
Т.е. условие прочности стыкового сварного соединения выполняется.