Задача 3
Подобрать сечение сварной колонны двутаврового сечения на действие расчетной силы с учетом коэффициента надежности по назначению , приложенной в центре колонны. Материал конструкции ВСтЗпсб, расчетное сопротивление бетона фундамента на сжатие=7,5 МПа. Расчетная схема колонны показана на рис. 3,б.
Таблица 3
Исходные данные
Последняя цифра шрифта |
, м |
Предпослед-няя цифра шрифта |
N,кН |
0 |
12 |
9 |
400 |
1 |
11,5 |
8 |
450 |
2 |
11 |
7 |
500 |
3 |
10,5 |
6 |
550 |
4 |
10 |
5 |
600 |
5 |
9,5 |
4 |
650 |
6 |
9 |
3 |
700 |
7 |
8,5 |
2 |
750 |
8 |
8 |
1 |
800 |
9 |
7,5 |
0 |
850 |
Рис 3 Расчетная схема колонны
Выполнение расчетов:
Подбираю сечение свободно стоящей колонны (нижний конец защемленный, верхний конец свободный) сварного двутаврового сечения центрально загруженной силой = 500 кН. Высота колонны= 9,5 м. Коэффициент условий работы = 1. Материал конструкции ВСтЗкп2.
Рис 4. Сечение колонны
Решение
Расчетная длина колонны с учетом закрепления ее концов . Расчетное сопротивление стали= 215 МПа. Задаемся предварительно гибкостью=80, (= 0,686) и производим предварительный подбор сечения
.
Принимаем сварное двутавровое сечение (рис. 4) .При высоких колоннах,чтобы обеспечить гибкость увеличиваем площадь .
Проверим соблюдение конструктивных требований.
Отношение высоты стенки к толщине
Постановка ребер жесткости в стенке не требуется. Проверяем устойчивость поясов
. Устойчивость поясов не обеспечена,укрепляем ребрами по всей высоте
Моменты инерции принятого сечения
Радиусы инерции
Гибкость
Проверку напряжений производим по наибольшей гибкости
Несущая способность колонны обеспечена. Сварные швы принимаем конструктивно толщиной = 7 мм.
Задача 4
Проверить прочность стыкового шва двух элементов (рис. 5) на действие растягивающей силы N.Материал конструкции — сталь марки ВСтЗкп2. Сварка ручная, электроды Э42. Исходные данные приняты по75 варианту, приведенных в табл. 4. Коэффициент надежности по назначению
Рис.4 Схема стыкового соединения
Таблица 4
Исходные данные
Последняя цифра шрифта |
N. кН |
Предпоследняя цифра шрифта |
t,мм |
, мм |
0 |
200 |
0 |
8 |
200 |
1 |
250 |
9 |
10 |
210 |
2 |
400 |
8 |
12 |
220 |
3 |
500 |
7 |
14 |
240 |
4 |
600 |
6 |
16 |
250 |
5 |
700 |
5 |
18 |
260 |
6 |
800 |
4 |
20 |
280 |
7 |
900 |
3 |
22 |
300 |
8 |
1100 |
2 |
25 |
320 |
9 |
1200 |
1 |
28 |
340 |
Пример выполнения расчетов:
Два листа из стали марки ВСтЗпсб сечением 240×14 мм соединены прямым сварным швом встык ручной сваркой (рис. 5). Марка электрода Э42А.Проверить прочность стыкового шва двух элементов на действие растягиваю-щей силы N =700 кН.
Рис. 5 Схема стыкового соединения
Расчетное сопротивление стыкового шва на растяжение (табл. 5). Мпа=19,1 кН/см2. Коэффициент условий работы =l. Полная длина шва = 24 см, толщина свариваемых листов=1,4 см. Расчетная длина швасм.
Условие прочности стыкового соединения
Таблица 5
Расчетные сопротивления металла для сварных соединений, МПа
Вид сварного шва |
Напряженное состояние |
Расчетные сопротивления |
Величина расчетного сопротивления при марках стали и электродах | ||
ВСтЗкп2; для ручной сварки электрод 342, для автоматической сварки— сварочная проволока Св-08А под флюсом АН-60 |
ВСтЗспо; ВСтЗпсб; для ручной сварки электрод Э42А. для автоматической сварки—сварочная проволока С.В-08А под флюсом АН-348А |
9Г2С; Для руиной сварки электрод Э50А. Для автоматической сварки - сва- рочиая проволокаСв-10ГА под флюсом АН-47 | |||
Стыковой |
Сжатие, растяжение, изгиб Сдвиг |
|
182
124 |
191
130 |
263
179 |
Угловой |
Срез: по металлу шва по металлу границы сплавления |
|
180
164 |
180
166 |
215
211 |
Подставим в данное неравенство значения из условия задачи
Т.е. условие прочности стыкового сварного соединения не выполняется,выполняем шов под углом