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 N_y 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.