Особенности работы и расчёта обшивок и стрингеров.

Особенности работы затвора

1-верхняя обвязка, 2-нижняя обвязка, 3-ригель, 4-стойка, 5-обшивка верхняя

6-обшивка нижняя, 7-уплотнительный брус

Работа и расчет обшивки

Обшивка расчитывается на прочность при изгибе, толщина от 4 до 20 мм в Бел.

В тонких обшивках напряжения от σ_м на порядки меньше чем напряжения от силы N, поэтому их рассчитывают только на растяжение.

К тонким обшивкам относят те обшивки в которых l/t>250…300.

В толстых обшивках при отношении l/t<50, σ_м на порядки больше чем σ_N, поэтому толстые обшивки рассчитывают на прочность при изгибе.

Обшивки с промежуточными геометрическими параметрами рассчитывают по формуле σ_м+ σ_N ≤R_y*γ_c.

Достаточно точно расчитать обшивку раствора по методике Баха.

Эта методика позволяет учесть уменьшения изгибающего момента на величину H*f.

M=N-H*f

Расчет стрингеров

Стрингера являются опорами для обшивок которые к ним прикрепляются.

Швеллер работает вместе с обшивкой которая включает в работу частично l_ef

Расчетная схема стрингера

Стрингер рассчитывается на изгиб (а)

А-эффективный участок обшивки

а=b+1.3t₀

t₀-толщина обшивки

b-толщина полки

Минимальный момент сопротивления W_{x min} =I_x/y_max

F σ=M/ W_{x min} W_{x min}< R_y- проверка прчности, σ=(M/I_x)* y_i

Сварные швы работают на сдвиг, и усилие может быть определено след. Образом Т_см=τ₁*а≤2*β_f*k_f*R_wf*1см

Схема поперечного сечения затвора

Особенности конструирования и расчёта ригелей - составных балок.

Схема ригеля затвора

Расчетная схема ригеля при воздействии гидростатического давления

Ригели высотой более 1м составными, сварныс в виде двутавра из 3 элментов.

γ_g=1- коэффициент надежности по нагрузке для гидростатического давления.

К₁=1,1- учитывает вертикальную нагрузку от веса элементов затвора

К₂=1,08- учитывает увеличение прогиба за счет уменьшения высоты на опорах в пределах (0,5-0,6) принятой высоты ригеля.

Возможные формы сечений ригеля затвора

Вводится понятие относительного значения, та балка которая имеет меньший вес.

Оптимальное решение, если площадь полок равно площади балки.

Для элементов сечения полки и стенки существует напряжения сжатия при которых они теряют местную устойчивость. Увеличить устойчивость можно увеличить критические напряжения которое зависит от геометрических размеров элемента, ширины, толщины, длины (поставки ребра жесткости, поперечные и продольные линиям длину). Критическое напряжение может быть любым значениям. Сечение напряжения не может превышать расчетное сопротивление.

σ≤R_y.

Стальные фермы гидротехнических затворов, особенности конструирования и расчёта элементов.

Ферма легче балки, т.к. материал в ней используется более эффективный, материал работает только на растяжение или сжатие.

Растянутые стержни ферм N/A_n≤R_y, сжатые N/ɥ*A≤ R_y

Ферма - элемент конструкций, предназначенный для восприятия нагрузки в пролёте и передачи её на опоры. От балок фермы отличаются конструктивным исполнением: их поверхности не сплошные, как у балок, а выполнены в виде решёток из стержней. Металлические фермы изготавливают из стального профиля: как правило - из уголка. В тяжёлых фермах также используется профиль таврового или двутаврового сечения, а в фермах гидротехнических сооружений - труба.

Стальные фермы применяют в строительстве для перекрытия зданий (стропильные конструкции), как элементы пролётных строений мостов, мачты, опоры линий электропередачи, гидротехнические затворы, а также в качестве несущих конструкций машин и механизмов.

Фермы с применением труб

Трубы более эффективны при работе на осевые усилия, что существенно экономит материал в фермах по сравнению с открытыми профилями. Позволяют применять узлы без фасонок, что даёт возможность экономии до 35% металла и существенно уменьшают трудоёмкость изготовления. Трубы применяются в фермах в различных комбинациях и даже с открытыми профилями.

Рис. 7 Сечения стержней ферм из труб