2.3. Расчет второго варианта усиления
Характеристики труб, которыми усиливают стойку (труба 70*4мм):
Характеристики стойки после усиления:
;
;
.
Эйлерова сила:
,
Начальный прогиб стойки до усиления с учётом случайного эксцентриситета:
,
где - случайное значение начального эксцентриситета.
Величина усилия, разгружающего стойку после усиления предварительно напряжёнными элементами
.
Случайное значение относительного начального эксцентриситета при , , .
Прогиб стойки после её разгрузки на 115,8 кН:
Величина прогиба:
- для трубы диаметром 70*4мм, .
.
Определяем количество промежуточных хомутов из уравнения:
Эйлерова сила для труб усиления
К = 1,9.
Примем два хомута, с установкой в третях длины стойки.
Определяем усилие самонатяжения хомутов при передаче усилия предварительного напряжения на усиливаемый стержень:
,
где f – стрелка выпучивания напрягаемого элемента под хомутом, определяемая для трубы:
,
где - площадь и момент сопротивления трубы 70*4мм;
.
Проверяем устойчивость усиливаемого стержня в момент передачи на него усилия предварительного напряжения (поддомкрачивания с усилием Ny или отпуска затяжек элементов усиления).
Изгибающий момент, возникающий в усиливаемой стойке от самонатяжения хомутов:
.
Прогиб усиливаемой стойки от самонатяжения хомутов:
,
где - эксцентриситет приложения силы.
Случайное значение начального относительного эксцентриситета усиливаемой стойки при ,
.
Случайный эксцентриситет:
.
Эквивалентный эксцентриситет:
.
Условная гибкость
где - расчётное сопротивления стали.
Коэффициент влияния формы сечения (для двутаврового сечения):
.
Приведённый эксцентриситет .
Коэффициент снижения расчётного сопротивления для центрально – сжатого усиленного стержня .
Проверка усиливаемого стержня на устойчивость:
.
Устойчивость усиливаемого стержня обеспечена.
Вычислим остаточный сварочный прогиб усиленной стойки.
Начальные напряжения в зоне сварных швов:
Определяем коэффициенты k1 и k2.
Определяем коэффициент распределения температурного поля шва между основным стержнем и элементом усиления:
,
где средняя толщина полки двутавра,
средняя толщина стенки трубы, .
.
Определяем коэффициенты и :
;
;
.
Остаточный сварочный прогиб относительно оси Х:
,
где - коэффициент прерывности шпоночного шва; , т.к. швы сплошные;
- коэффициент;
- коэффициент, зависит от вида сварки; для ручной сварки определяется по формуле:
,
- катет шва;
- соответственно расстояние и коэффициент от оси до центра тяжести соответствующего шва.
.
Полный прогиб усиленной стойки с учётом дополнительного прогиба сварки
.
Определяем расчётный эксцентриситет:
.
Определяем относительный эксцентриситет, как для сплошных стержней:
.
Условная гибкость
,
Коэффициент влияния формы сечения:
.
Приведённый эксцентриситет .
Коэффициент снижения расчётного сопротивления для центрально – сжатого усиленного стержня .
Проверка усиливаемого стержня на устойчивость:
Устойчивость усиленного стержня в плоскости наибольшей жёсткости обеспечена.
Остаточный сварочный прогиб относительно оси Y :
где коэффициент прерывности шпоночного шва; , т. к. швы сплошные.
коэффициент:
0,84
коэффициент, зависящий от вида сварки; для ручной сварки определяется по формуле:
36190,48
катет шва;
соответственно расстояние и коэффициент от оси Y до центра тяжести соответствующего шва .
Полный прогиб усиленной стойки с учётом дополнительного прогиба сварки
.
Определяем расчётный эксцентриситет:
Определяем относительный эксцентриситет, как для сплошных стержней:
;
Условная гибкость в плоскости наименьшей жёсткости:
Коэффициент .
Приведённый эксцентриситет:
.
Коэффициент снижения расчётного сопротивления для центрально-сжатого усиленного стержня:
Проверка усиливаемого стержня на устойчивость:
;
.
Устойчивость усиленного стержня в плоскости наименьшей жёсткости обеспечена.
Список использованнОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Альбицкий С.А., Мошникова Е.А. Усиление стальных колонн предварительно напряжёнными элементами. Методические указания к выполнению расчётно–графической работы. – Архангельск: Издательство АГТУ, 2004г.
2 СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. – М.: Стройиздат, 1990г.