Расчет устойчивости сварных конструкций
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ободной длины элемента lк радиусу инерции rпоперечного сечения гибкого элемента:
(2)
Радиус инерции
(3)
В направлении, где радиус имеет наименьшее значение, гибкость элемента наибольшая. Для конструкции, шарнирно закрепленной по концам (рис.2.1,а), свободная длина принимается равной длине стойки. При этом гибкость стойки определяется формулой (2). Примерами подобных конструкций могут служить элементы сжатых поясов ферм.
В конструкции, имеющей один защемленный конец (рис.2.1, б), гибкость
(4)
У стоек с защемленными концами (рис.2.1,в), один из которых (нижний) неподвижен, а другой (верхний) обладает продольной подвижностью,
(5)
Во избежание местной потери устойчивости стенку стойки подкрепляют продольными ребрами жесткости.
Значения коэффициентов ?, согласноСНиП, определяют по таблице 1 в зависимости от гибкости элемента ?и от величины расчетного сопротивления R, которое принимается R?0,9.
Таблица 1. Коэффициенты ? продольного изгиба центрально-сжатых элементов
Гибкость элементовРасчетные сопротивления R?0,9, МПа20024028032040048052060030 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200939 906 869 827 782 734 665 599 537 479 425 376 328 290 259 233 210 191931 894 852 805 754 686 612 542 478 419 364 315 276 244 218 196 177 161924 883 836 785 724 641 565 493 427 366 313 272 239 212 189 170 154 140917 873 822 766 687 602 522 448 381 321 276 240 211 187 167 150 136 124900 854 796 721 623 532 447 369 306 260 223 195 171 152 136 123 111 101895 849 775 672 568 741 380 309 258 219 189 164 145 129 115 104 98 86891 832 764 650 542 442 349 286 239 203 175 153 134 120 107 97 88 80883 820 729 608 494 386 305 250 209 178 153 134 118 105 94 85 77 71Примечание. Значениякоэффициентов? в таблице увеличены в 1000 раз.
Для подбора поперечного сечения стоек пользуются методом последовательного приближения. Первоначально задаются коэффициентом в зависимости от рода конструкции. Можно принять среднее значение . По заданному коэффициенту определяют требуемую площадь поперечного сечения элемента, пользуясь (1). Затем проектируют сечение, которое обозначим , находим в нем наименьшее значение момента инерции , наименьший радиус инерции , наибольшую гибкость и коэффициент , соответствующий значению . Определяют напряжение в спроектированном сечении , которое должно быть близким к в пределах 5%. В противном случае размеры поперечных сечений элементов изменяют в требуемом направлении. Обычно на второй или третьей стадии подбора сечения результаты оказываются удовлетворительными.
Таблица 2. Двутавровые балки (по ГОСТ 8239-89*)
h - высота балки; b - ширина полки; d - толщина стенки; t - средняя толщина полки; R - радиус внутреннего закругления; J - момент инерции; W - момент сопротивления; S - статический момент пол усечения; i - радиус инерции; - момент инерции при кручении.
* Профили, рекомендуемые по сокращенному сортаменту, утвержденному Госстроем СССР от 20.04.1984 г. №59Номер балкиРазмер, ммA, см2Масса 1м, кг, см4, см3, см, см3, см4, см3, см, см4hbdtR10*100554,57,27,012,09,4619839,74,0623,017,96,491,222,2812*120644,87,37,514,711,535058,44,8833,727,98,721,382,8814*140734,97,58,017,413,757281,75,7346,841,911,51,553,5916*160815,07,88,520,215,98731096,5762,358,614,51,74,4618*180905,18,19,023,418,412901437,4282,482,618,41,885,6202001005,28,49,526,82118401848,2810411523,12,076,92222201105,48,710,030,62125502329,1313115728,62,278,6242401155,69,510,534,827,334602899,9716319834,52,3711,1272701256,09,81140,231,5501037111,221026041,52,5413,6303001356,510,21246,536,5708047212,326833749,92,6917,4333301407,011,21353,842,2984059713,533941959,92,7923,8363601457,512,31461,948,61338074314,742351671,12,8931,4404001558,313,01572,7571906296316,254566786,13,0340,6454501609,014,21684,766,527696123118,17088081013,0954,75050017010,015,21710078,539727158919,991910431233,2375,45555018011,016,51811892,655962203521,8118113561513,391006060019012,017.82013810876806256023,8149117251823,54135* ГОСТ с изменениями.
Задание:
Подобрать двутавровое сечение стойки, если ее длина l=7 м, сжимающая нагрузка P=10 т. Концы стойки закреплены шарнирно, материал - сталь 30 (R=210 МПа), ?=0,6.
Решение
Коэффициент условий работы (по СНиПу) для колонны может быть равен 1,0. Поэтому R равно допускаемому напряжению .
Принимаем в качестве первого варианта, что сечение сконструировано в форме сварочного двутавровая из двух листов размерами 64x4,8 мм и одного листа размером 120х4,8 мм. Площадь сечения A=14,7см2.
Момент инерции смотрим по таблице 2. =350 см4
Наименьший радиус инерции
.
Гибкость определяется по формуле (2):
По таблице 1 имеем коэффициент ?=0,376.
Напряжение
МПа.
Напряжение сжатия меньше допустимого , равного 210 МПа. Сечение подобрано хорошо.
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
сварка конструкция шов соединение
При разработке сварных конструкций необходимо обеспечить комплекс общих и специальных требований по точности, экономичности и рациональности.
Главное требование - это соответствие эксплуатационному назначению.
Конструкции должны быть прочными, жесткими и надежными, а также экономичными и минимально трудоемкими при изготовлении и монтаже.
Каждая конструкция проходит три этапа: проектирование, изготовление и сборку (или монтаж).
Проектирование начинается с вариантов компоновки возможных схем конструкции и заканчивается методами изготовления, сборки или монтажа.
Конструкция должна обладать устойчивостью долговечностью, надежностью - по показателям наработки; ремонтопригодностью и технологичностью изготовления.
На этапе проектирования решают следующие вопросы: выбор варианта изготовления способов сварки, расчет качества и точности заготовок и конструкции в целом, возможность механизации сварочных процессов, технологическая простота деталей, заготовок с возможностью применения более производительных процессов изготовления (например, резка на ножницах, пробивка, вырубка на прессах производительной и газовой резки).
На этом этапе выполняется проработка черте