СТРУКТУРНІ ПОКРИТТЯ 2
.pdf41
Таблиця Е.5 Марки сталі, що відповідають маркам сталей згідно з ГОСТ 27772
Клас сталі
С235
С245
С255
С275
С285
С345, С345Т
Стандарт |
Сталь, яка відповідає сталі згідно з ГОСТ 27772 |
|
|
|
|
|
марки сталі, товщина прокату, мм |
ГОСТ або ТУ |
|
|
|
ГОСТ 27772 |
ВСт3кп2 |
ГОСТ 380 |
|
ВСт3кп2-1 |
ТУ 14-1-3023 |
|
|
|
ГОСТ 27772 |
ВСт3пс6 (листовий – до 20, фасонний |
ГОСТ 380 |
|
– до 30) |
ТУ 14-1-3023 |
|
|
|
|
ВСт3пс6-1 |
|
|
|
|
ГОСТ 27772 |
ВСт3сп5, ВСт3Гпс6, |
ГОСТ 380 |
|
ВСт3пс6 (листовий – понад 20 до 40, |
|
|
фасонний – понад 30) |
|
|
ВСт3сп5-1, ВСт3Гпс5-1 |
ТУ 14-1-3023 |
|
|
|
ГОСТ 27772 |
ВСт3пс6-2 |
ТУ 14-1-3023 |
|
|
|
ГОСТ 27772 |
ВСт3сп5-2, ВСт3Гпс5-2 |
ТУ 14-1-3023 |
|
|
|
ГОСТ 27772 |
09Г2 |
ГОСТ 19281-89 |
|
|
ГОСТ 19281-89 |
09Г2С |
|
|
15ХСНД (листовий до 10, фасонний ГОСТ 19281-89 |
||
до 20) |
|
|
14Г2 |
(листовий, фасонний до 20) |
|
|
|
|
12Г2С гр.1 |
ТУ 14-1-4323 |
|
|
|
|
09Г2 |
гр.1, 09Г2 гр.2, 09Г2С гр.1, |
ТУ 14-1-3023 |
14Г2 |
гр.1 (фасонний – до 20) |
|
|
|
|
390 |
|
ТУ 14-15-146 |
|
|
|
ВСтТпс |
ГОСТ 14637 |
42
Клас сталі
С345К
С355
С375
С390
С390К
С440
Стандарт |
Сталь, яка відповідає сталі згідно з ГОСТ 27772 |
||
|
|
||
|
|
марки сталі, товщина прокату, мм |
ГОСТ або ТУ |
|
|
|
|
ГОСТ 27772 |
10ХНДП |
ГОСТ 19281, |
|
|
|
|
ГОСТ 19281-89 |
|
|
|
ТУ 14-1-1217 |
|
|
|
|
ТУ У27.1- |
|
06ГБ-355 |
ТУ У27.1-05416923- |
05416923- |
|
|
085:2006 |
085:2006 |
|
|
|
|
|
|
|
ГОСТ 27772 |
12Г2С гр.2 |
ТУ 14-1-4323 |
|
|
|
|
|
|
|
09Г2С гр.2, |
|
|
|
14Г2 гр.1 (фасонний – понад 20), |
ТУ 14-1-3023 |
|
|
14Г2 гр.2 (фасонний – до 20) |
|
|
|
|
|
|
|
14Г2 (листовий, фасонний – понад 20) |
|
|
|
10Г2С1, 15ХСНД (листовий – понад ГОСТ 19281, |
|
|
|
10, |
|
|
|
фасонний – понад 20), |
ГОСТ 19281-89 |
|
|
|
|
|
|
10ХСНД (листовий – до 10, |
|
|
|
фасонний – без обмежень) |
|
|
|
|
|
ГОСТ 27772, |
14Г2АФ, 10Г2С1 термозміцнена, |
ГОСТ 19281-89 |
|
ТУ |
У27.1- 10ХСНД (листовий – понад 10) |
|
|
05416923- |
|
06ГБ-390 |
ТУ У27.1-05416923- |
085:2006 |
|
||
|
|
085:2006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГОСТ 27772 |
15Г2АФДпс |
ГОСТ 19281-89 |
ГОСТ 27772, |
16Г2АФ, 18Г2АФпс, |
ГОСТ 19281-89 |
|
ТУ У27.1- |
15Г2СФ термозміцнень |
|
|
05416923- |
06Г2Б |
ТУ У27.1-05416923- |
|
085:2006 |
|||
|
085:2006 |
||
|
|
43
Закінчення таблиці Е.5
Клас сталі |
Стандарт |
Сталь, яка відповідає сталі згідно з ГОСТ 27772 |
|
|
|
||
|
|
марки сталі, товщина прокату, мм |
ГОСТ або ТУ |
|
|
|
|
С490 |
ТУ У27.1-05416923- |
06Г2Б |
ТУ У27.1-05416923- |
|
085:2006 |
|
085:2006 |
|
|
|
|
С590 |
ГОСТ 27772, |
12Г2СМФ |
ТУ 14-1-1308 |
|
ТУ У27.1-05416923- |
12ХН2МД |
ТУ У27.1-05416923- |
|
085:2006 |
|
085:2006 |
|
|
|
|
С590К |
ГОСТ 27772 |
12ГН2МФАЮ |
ТУ 14-1-1772 |
|
|
|
|
Примітки:
1. Сталі класу С345 і С375 категорій 1, 2, 3, 4 за ГОСТ 27772 замінюють сталі категорій відповідно 6, 7 і 9; 12; 13 і 15 за ГОСТ
19281 і ГОСТ 19282.
2. Сталі класу С345К, С390, С390К, С340, С590, С590К за ГОСТ 27772 замінюють відповідні марки сталі категорій 1 – 15 за ГОСТ 19281 і ГОСТ 19282, наведені у цій таблиці.
3.2.Підбір перерізу стержня нижнього розтягнутого поясу з максимальним зусиллям
3.3.Підбір перерізу опорних стиснутих розкосів з максимальним зусиллям
3.4.Підбір перерізу розтягнутих розкосів з максимальним зусиллям
3.5.Підбір перерізу менш завантажених стержнів
При підборі перерізів користуємося вимогами уніфікації.
44
Вузли із центральною трубою
В Німеччині та деяких інших державах поширене розповсюдження набули структурні конструкції із труб системи “Берлін” з вузловим сполученням типу “ІФІ” (рис __ ). Вузли такого типу застосовують також в куполах та інших просторових конструкціях.
45
Рис __ . Вузлове сполучення стержнів типу “ІФІ” В структурі такої системи стержні із труб мають сплюснуті кінці, до яких приварені
клиноподібні наконечники. При складанні структури, наконечники утворюють у вузлі складений порожнистий циліндр і стягуються за допомогою шпильки і двох кришок.
Застосовують наконечники з різним поперечним перерізом, залежно від типу
46
стержня і умов його роботи ( рис __ ).
Рис. __ . Типи наконечників для стержнів із труб: а - для поясів і розкосів, які не мають значних розтягувальних зусиль; б - для поясів з великими розтягувальними зусиллями і при необхідності утворення жорстких на згин з'єднань.
Від дії зусиль в стержнях, деталі вузла працюють на згинання, шпилька — на розтяг ( рис __ ). Зварні шви працюють на комбінацію зусиль, про що буде висвітлено далі.
Осі поясів структури розташовані на рівні центра вузла, а осі розкосів перетинають вісь вузла з ексцентриситетом “е” ( рис __ ).
а |
б |
в |
Рис. __ . Схеми роботи вузла при дії різних зусиль: а - зминання сталі в місцях контакту поверхні наконечника з відбортівкою кришки, згин відбортівки та розтяг кришок від розтягувального зусилля в поясі; б — зминання внутрішньої поверхні наконечника від стискального зусилля в поясі; в — розтяг шпильки від зусиль в розкосах;
1 — розтягнута труба (пояс); 2 — наконечник; 3 — зварний шов; 4, 6 — підкладна шайба; 5 — кришка; 7 — шпилька; 8 — гайка.
Через це у вузлах структурного покриття виникають невеликі згинальні моменти, які треба
47
ураховувати при розрахунках. Досвідом проектування таких конструкцій установлено, що величина ексцентрисетів у вузлах коливається в межах: 5,5 — 6 см для опорних кутових вузлів і 4,5 — 5 см — для всіх інших вузлів. Тому, прийнявши ексцентриситет відповідно 6,0 і 5,0 см, можна визначити величину моментів в усіх вузлах конструкції.
Момент, який виникає у вузлі через ексценричність кріплення навіть одного елемента, сприймається всіма збіжними в цьому вузлі елементами та розподіляється між ними, пропорційно їхнім погонним згинним жорсткостям, які можна визначити тільки знаючи перерізи елементів. Тому перерізи елементів визначають розрахунком на дію осьових зусиль з впровадженням коефіцієнта 1,10 — 1,15; що враховує дію моментів, а потім, після розподілу моментів, виконують остаточну перевірку розрахунку стержнів з урахуванням дії в них N і M.
Наведемо методику розрахунку визначення моменту у вузлі 4 ( рис __ ), і його розподілу між стержнями, та перевірку стійкості стержнів з урахуванням моментів.
а |
б |
Рис. __ . Фрагмент схеми структурного покриття з нумерацією вузлів верхніх поясів (а) і позначенням зусиль в стержнях, що збігаються у вузлі 4 (б)
Послідовність розрахунку позацентрово-стиснутих стержнів (величинам з індексами “п” відносяться до поясів, а з індексами “р” — до розкосів):
∙приймаємо ексцентриситет у вузлі е = 5 см, оскільки вузол 4 неопорний;
∙визначаємо згинальний момент у вузлі 4 за формулою:
∆M= 2N p e
∙
48
де 2 — кількість розкосів з однаковим зусиллям;
∙обчислюємо погонні жорсткості елементів:
ωп |
= |
Ап iп2 |
|
ω |
р |
= |
А р i2р |
|
ln ; |
l р |
|||||||
|
|
|
|
|
∙визначаємо згинальні моменти:
∙ визначаємо відносну гнучкість:
; ;
∙обчислюємо відносні ексцентриситети
∙визначаємо коефіцієнти впливу форми перерізу за табл. К.2 в ДБН В.2.6-163-2010.
;
;
∙ визначаємо зведені відносні ексцентриситети
;
∙визначаємо за табл. К.3 в тих же ДБН значення коефіцієнтів стійкості та в залежності від відповідних і ;
∙перевіряємо стійкість пояса і розкоса;
Увикладеній вище методиці розрахунку прийняті наступні позначення (літерні індекси пропущені):
А– площа перерізу стержня, ; – зовнішній і внутрішній радіуси
49
перерізу труби; |
|
|
– радіус інерції перерізу, |
; |
; |
– зовнішній і внутрішній діаметри перерізи труби; |
|
|
– геометрична довжина стержня; |
|
|
– розрахунковий опір і модуль пружності сталі ( |
). |
Розтягнуті елементи розраховують на міцність з урахуванням вузлових моментів, як позацентрово розтягнуті. Формула для розрахунку елементів із сталі з нормативним опором при статичному навантаженні згідно з нормами проектування
(ДБН … ) залежно від значення дотичних і нормальних напружень. Тому спочатку треба обчислити ці напруження.
Дотичні напруження в трубчастому стержні визначають за формулою:
де – поперечна сила в стержні, ; – згинальні моменти на кінцях стержня і довжина стержня; – статичний момент половини перерізу і момент інерції всього перерізу труби,
– товщина стінки труби. Нормальні напруження при відсутності ослаблень обчислюють за формулою:
Перевірку міцності позацентрово розтягнутих елементів із труб, при дії моментів тільки в вертикальній площині і напруженнях та виконують за формулою:
де ; .
Перевірку міцності елементів у випадках, що не передбачені цією формулою, слід виконувати за формулою:
Зварні шви з’єднання клиновидних наконечників з елементами верхніх і нижніх поясів і розкосів сприймають зусилля, що виникають в кожному елементі: нормальні (осьові) і поперечні сили та згинальні моменти, які отримані в результаті розподілу незрівноваженого моменту у вузлі. В елементах, які сходяться у верхніх вузлах, на шви діють також зусилля від місцевого навантаження у вузлі, яке розподіляється між швами
50
порівну (рис. ___ , а).
В залежності від типу клиновидного наконечника, зварні з’єднання з елементами структури можуть бути виконані кутовими швами (рис. ___ , б) або стиковими (рис. ___ , в). Елементи з приварними клиновидними наконечниками наведені на рис. ___ .
Стикові шви, які з’єднують наконечники з розтягнутими поясами (див. рис. ___ , в) при застосуванні зварювальних матеріалів, що відповідають сталі з’єднувальних елементів, рівноміцні з основним металом при фізичному контролі якості шва, тому в цьому випадку їх не розраховують.
Кріплення наконечників до інших елементів виконують зварними кутовими швами (див. рис. ___ , б),які накладають по периметру сплющеного кінця труби.
Для розрахунку кутових швів необхідно попередньо визначити, який переріз з’єднання є розрахунковим: в площині металу шва чи металу межі сплавлення (рис. ___ ).
При механізованому зварюванні у вуглекислому газі дротом марки СВ-08Г2С, розрахунковий опір шва в площині металу шва дорівнює . Розрахунковий
опір шва в площині металу шва сплавлення залежить від нормативного опору прокату і обчислюється за формулою: . Для сталей із межею текучості від 235 до
285, його значення знаходиться в інтервалі 162-175,5 МПа, що відповідає умові норм
проектування |
. |
При умові |
розрахунковим є переріз в площині металу шва, а при |
умові |
розрахунковим є переріз в площині металу межі сплавлення. Тут , |
– коефіцієнти, які залежать від катета шва і технології зварювання [ ___ ].
а