Orlova_Proektirovanie_svarnoy_metallokonstrukcii_mostovogo_krana.RED

Принимаем сечение раскоса из двух гнутых уголков 63×63×5мм с площадью поперечного сечения одного уголка F1= 6,13 см2 и общей площадью сечения F = 12,26 см2.

5.Напряжение в стержне 3'4

270, 2 103 220, 4 МПа, 12, 26 102

σ < [σ]γ = 227,5 МПа.

Таким образом, для элементов главных фермах приняты пять различных типов поперечных сечений: для верхнего и нижнего поясов,

сжатых и растянутых раскосов, для стоек. Геометрические характеристики подобранных сечений элементов главной фермы и расчетные напряжения приведены в табл. 8.

61

σ < [σ].

Для сжатого раскоса 23˚ усилие N23˚ = –33,2 кН, требуемая площадь поперечного сечения раскоса

Fтр 33, 2 103 212,8 мм2 2,13 см2. 260 0,6

Принимаем поперечное сечение в форме уголка 75×75×6 мм с площадью сечения F = 8,78 см2. Ордината центра тяжести сечения у = 2,06 см.

Момент инерции сечения относительно оси X Ix= 46,6 см4,

наименьший момент инерции Imin = 19,3 см4.

Наименьший радиус инерции сечения r 19,3 1,48 см;.

Гибкость стержня max 1,48283 190,9.

Гибкость несколько велика, но может быть допущена для элемента фермы жесткости; υ = 0,15.

Напряжение сжатия в раскосе 23˚

σ < [σ].

Остальные стержни (растянутые раскосы и сжатые стойки) ферм жесткости конструируют из одного уголка.

Наиболее нагружена стойка 66˚ испытывает усилие N66˚= –11,0 кН

Fтр 11,0 103 70,5 мм2 0,71 см2. 260 0,6

63

Принимается сечение из уголка 56×56×4 мм, для него F = 4,38 см2;

у = 1,52; Ix = 13,1 см4; Imin = 5,41 см4.

σ < [σ].

Геометрические характеристики подобранных сечений элементов фермы жесткости и значения расчетных напряжений, действующих в них,

следует свести в табл. 9. По принятой схеме расчета элементы фермы жесткости не испытывают переменных усилий (r = 1), поэтому прикрепления в узлах могут быть выполнены с применением швов любых типов без понижения допускаемых напряжений в основном металле стержней.

64

Таблица 9

Расчетные напряжения в стержнях ферм жесткости

3.9 Подбор сечений элементов в фермах связей

Элементы ферм связей (раскосы и стойки) рекомендуется выполнять из уголка.

Наиболее нагруженный раскос 0˚1' фермы связи испытывает усилие

N 0˚1' = -41,8 кН.

Производится проверка прочности основных элементов прикреплений узлов (соединений с главной фермой и фермой жесткости).

Элементы работают на переменных усилиях с характеристикой цикла

Nmin/Nmax = -1.

Прикрепление в узлах предусматривается нахлесточными соединениями с обвариванием по контуру. Для соединений в узлах ферм эффективный коэффициент концентрации напряжений kэ = 3,3;

65

коэффициент снижения допускаемых напряжений при переменной нагрузке:

допускаемое напряжение

[σ]γ = 260·0,253 = 65,8 МПа.

Требуемая площадь поперечного сечения раскоса 0˚1' фермы связи:

F 41,8 103 635 мм2 6,35 см2.

Принимаем уголок 80×80×4 мм. Площадь поперечного сечения уголка F = 6,24 см2.

Напряжение в наиболее нагруженном раскосе 0˚1' фермы связи в зоне прикрепления:

41,8 103 67 МПа. 6, 24 102

Превышение действующего напряжения относительно допускаемого составит

65,8 67 100% 1,85%,

65,8

что входит в пределы допустимых значений.

Стойки принимаем из уголка 63×63×4 мм с площадью поперечного сечения F = 4,96 см2.

3.10 Расчет прочности сварных соединений в главной ферме

В главной ферме расчету прочности подлежат стыки поясов,

прикрепления раскосов и стоек к косынкам узла и прикрепления косынок к поясам ферм.

1. Вследствие ограниченности длин проката, а также по транспортным условиям фермы больших пролетов (L > 18 м) приходится

66

разбивать на отдельные справочные элементы, назначая монтажные стыки,

как правило, в середине пролета. При конструировании стыков необходимо соблюдать основное правило: площадь сечения основных элементов должна быть не меньше площади сечения стыкуемых элементов.

Стыки поясов ферм могут располагаться как в узлах, так и в панели.

Расположение стыка пояса в узле более удобно, так как при этом часть фасонки используется в качестве стыкового элемента (рис. 15).

Пояса сваривают стыковым швом с двусторонним проваром и последующей механической обработкой. Эти соединения являются особенно ответственными в конструкции. Коэффициент концентрации напряжений в стыковом шве kэ = 1,4.

При r = 0,2 коэффициент снижения допускаемых напряжений

γ > 1, принимаем γ = 1. Таким образом, стыки поясов равнопрочны основному металлу.

2. Расчет прочности узлов.

При рассчитанных рабочих сечениях поясов конструируем узлы с прокладками толщиной 5 мм.

Определяем коэффициент γ для швов, прикрепляющих уголки к косынке: стержни 3'4 (r = – 0,16), 45' (r = – 0,39) и 44' (r = + 0,06).

Коэффициенты концентрации kэ = 2,5 в лобовых швах и kэ = 4,5 во фланговых (табл. 3).

67

Рис. 15. К расчету прочности стыков поясов

Раскос 3'4 (r = – 0,16, стержень растянут)

Допускаемое напряжение среза в лобовых швах (табл. П 2.2): [τ'] γлоб = 0,65·260·0,47 = 79,4 МПа,

во фланговых:

[τ'] γфл = 0,65·260·0,27 = 46,4 МПа.

Длину лобового шва Lлоб, прикрепляющего раскос 3'4, принимают

63 мм (рис. 15), катет швов k = 5 мм.

Усилие, действующее в лобовом шве, равно

Nл = [τ'] · γлоб · 0,7·k·2·Lлоб, (61)

Nл = 79,4·0,7·5·2·63 = 35,0 кН.

Усилие, приходящееся на фланговые швы,

где N – общее усилие, действующее на стержень.

68