8. Розрахунок планок наскрізної колни

Cпільна робота окремих гілок перерізу забезпечується решітками чи планками. Широко використовують безрозкісне з‘єднання за допомогою планок .Безрозкісне з‘єднання планками простіше у виготовленні і естетичніше. Воно найчастіше використовується у невеликих колонах із зусиллям 2000-3000 кН і незначною висотою.

Оскільки поперечна сила у центрально-стиснутій колоні відсутня, то планки розраховують на дію умовної поперечної сили.

Q_fic=7.15*10^-6*(2330-E\R_Y)*N\ φ

φ –коефіцієнт поздовжнього згину стержня колони складеного перерізу в площині планок.

Умовна поперечна сила враховує випадкові силові впливи, які виникають під час виготовлення, транспортування, монтажу та експлуатації колони, а також випадкові ексцентриситети прикладення осьової сили та криволінійності осі колони. Значення Q_fic розподіляють порівну між планками кожної грані

В даному випадку таких граней 2.

У наскрізних колонах на планках ширину планок встановлюють виходячи з умов забезпечення жорсткості з‘єднання. Рекомендується приймати d_s=(0.5…0.7)*b

Р озрахункова схема такої колони—це рама із стержнями, защемленимиу вузлах. Стояками є вітки колон, а ригелями—планки.

Qs*l*0.5= Fs*b*0.5

Звідси перерізувальна сила і згинальний момент в планці

F_s=Q_s*l|b

M_s= Q_sb|2= Q_s*l|2

Товщину планок приймають у межах t_s=(1|10…1|15)d_s

Міцність перевіряють на дію Fs, M_s.На ці ж зусилля перевіряють шви кріплення планок

τ_м = M_s*6 / β_f*κ_f*l_w²

τ_f = F_s/ β_f*κ_f*l_w

Перевірка міцності шва

Τ_w=√( τ_м²₊ τ_f²)<R_wf ј_wf ј_c=180*1*1.1 Мпа

9. Виконати всі перевірки прийнятого перерізу складеної балки

В цьому перерізі діють сумісно М,Q, тому у стінці спостерігається складний напружений стан. В такому перерерізі міцність стінки має бути перевірена шляхом визначення зведеного напруження. Для перевірки міцності стінок в рівні з‘єднання їх з поясом:

σ=√(σ_x²+σ _loc²-σ_x* σ _loc²+3τ _xу²)<1.15 R_y*j_c

зведені напруження порівнюють з розрахунковим опором R_y ,помноженим на 1.15—коефіцієнт, що припускає розвиток локальних непружніхдеформацій у стінці балки

σ_x= нормальні напруження в стінці в рівні поясних швів

від навантаження, що прикладено верхнього поясу балки в стінці виникають напруження, перпендикулярні до поздовжньої осі балки

σ_у= σ_loc=

F-розрахункова зосереджена сила(реакція вищерозташованої балки)

l—умовна довжина розподілення навантаження

l_ef=b+2*t_f

b—ширина поясу нижчерозташованої балки; t_f—товщина поясу балки, що розраховується

Якщо умова σ_loc= не виконується стінку балки під зосередженою силою слід укріпити поперечним ребром жорсткості, тоді σ_loc=0

τ _xу—дотичні напруження, що визначаються за формулою Журавського, підстановкою в неї статичного моменту поясу відносно нейтральної осі

S_f=A_f*(h_w+t_w)/2

τ _xу=

I_x—мінімальний момент опору нетто і момент інерціїї брутто перерізу відносно х-х

S—статичний момент половини перерізу відносно осі x-x

t_w—товщина стінки перерізу

10. Якими способами можна впливати на структуру та механічних властивості сталей.

Cталь—це сплав залізі з вуглецем і незначними домішками, що надходять разом з рудою та паливом. У ряді випадків для поліпшення властивостей сталі вводять легуючі домішки.

Залежно від вмісту лигуючих компонентів усі сталі поділяються на 3 типи

• Низьколиговані, вміст лигуючих компонентів до 2 %

• Середньолиговані, 2,5-10%

• Високолиговані, більше 10 %

У будівництві використовують лише низьколиговані сталі. Основні компоненти, що використовують для лигування сталі

Вуглець—підвищує міцність сталі, погіршує зварюваність, знижує пластичність, кількість С обмежується 22 %.

Кремній—сприяє утворенню дрібнозернистої структури С, завдяки чому підвищується її міцність і надійність, вміст—0.2-1%

Al—cприяє утвренню однорідної структури сталі, нейтралізує вплив шкідливих домішок і підвищує ударну в‘язкість сталі.(покращує опір сталі динамічним навантаженням)

Mg—сутєво підвищує пластичність

Сu—дещо підвищує міцність, покращує стійкість атмосферній корозії, але якщо використовувати більше 0.7 % то сталь швидко старітиме.

Молібден—підвищує міцність сталі дає змогу отримати тонкий прокат

Для покращення властивостей сталі до її складу вводять активні розкиснювачі Сr+AL. При взаємодії з О₂ розкиснювачі утворюють силікати і алюмінати, що сприяють утворенню осередків у кристалічній гратці тим самим сприяють утворенню дрібнозернистої структури.

Термічна ( теплова ) обробка полягає у зміні структури металів і сплавів при нагріванні, видержці, охолодженні з додержанням встановлених режимів. Цим досягають істотної зміни властивостей(підвищення міцності, твердості, зниження зносостійкості) при незмінному хімічному складі.

Якщо термічна обробка відбувається для підготовки наступних технологічних операцій то її називають проміжною. Остаточна термічна обробка забезпечує такі властивості, які потрібні для експлуатації.

Основні види термічної обробки:

• Відпалювання

• Гартування

• Відпуск

Гартування—процес, який полягає у нагріві сталі до певної температури, витримці при цій температурі і швидкого охолодження. Мета-надання високої міцності і твердості за рахунок утворення нестійких структур.

Відпускання сталі полягає у нагріві до певних температур (нижчих, ніж при гартуванні), витримці і охолодженні. Мета відпуску — надати сталі бажаних властивостей і привести структуру в більш стійкий стан. Крім того при відпуску знімаються внутрішні напруження, отримані при гартуванні, зменшується крихкість.

При маркуванні сталі вказується наявність кожного з легуючих компонентів. С-кремній, Ю-алюміній, Г-марганець, Д-мідь, М-молібден, Т-титан, та ін.

кількісний вміст легуючих компонентів вказується у долях після букви, що вказує на вміст елемента. Приклад, 09Г2—вміст вуглецю 0.09%, а марганцю 2%