Расчет сварных швов
Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56 СНиП II-23-81* принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .
Наибольший катет сварного шва
Наименьший катет определяем по табл.38 СНиП II-23-81* и равен 5мм.
По таблице 55 и 56 СНиП II – 23 – 81* принимаем сварочную проволку св. 08Г2С и в среде углекислого газа, сварка полуавтоматическая.
По таблице 34 СНиП II – 23 – 81* принимаем βf =0,9, βz =1,05.
По таблице 38 СНиП II – 23 – 81* kf,min =4мм.
Принимаем kf, = kf,min =5мм.
Rwf = 180 МПа, Rwz = 0,45 Run = 0,45·370 = 166,5 МПа; βf = 0,7,. βz = 1,0; γwf.= 1, γwz.= 1.
βf Rwf γwf γс = 0,9·2151·1 = 193,5 МПа >βz Rwz γwz γс = 1,05·166,5·1·1 = 174,83 МПа.
Расчет ведем по границе сплавления.
Длина сварного шва для стержня р1 равна: .
Для стержня р2 равна: .
Для р1:
.
Для р2:
Прочность сварных соединений обеспечена.
Узел 2: узел верхнего пояса
Расчет на продавливание (вырывание) производится для обоих раскосов, т.к. отношение ,
Для стержней отношение ,поэтому расчет производится по формуле
как для узлов 1-го типа.
- усилие в рассматриваемом элементе решетки
- коэффициент условной работы ( =0,9)
=1.2 при растяжении в примыкающем элементе
=1 при сжатии в примыкающем элементе
Рисунок 2.6 Узел стыковки труб по верхнему поясу
=1 при растяжении в поясе и = при сжатии при,
= =
Где - усилие в поясе со стороны растянутого раскоса;
- площадь пояса.
Для данного типа узлов ,
Для стержня р1
Условие на вырывание удовлетворяется.
Для стержня р2
Условие на продавливание удовлетворяется.
Проверка несущей способности вертикальной стенки пояса не производиться, т.к. для сжатого раскоса отношение :
Расчет на прочность элементов решетки в зоне примыкания к поясу.
Расчет произведем по формуле ,
Где - расчетное усилие в рассматриваемом элементе решетки
- площадь сечения элемента решетки (18.5 см2)
- коэффициент, определяемый при и ,
Прочность для обоих стержней обеспечена.
Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56 СНиП II-23-81* принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .
Наибольший катет сварного шва
Наименьший катет определяем по табл.38 СНиП II-23-81* и равен 5мм.
По таблице 55 и 56 СНиП II – 23 – 81* принимаем сварочную проволку св. 08Г2С и в среде углекислого газа, сварка полуавтоматическая.
По таблице 34 СНиП II – 23 – 81* принимаем βf =0,9, βz =1,05.
По таблице 38 СНиП II – 23 – 81* kf,min =4мм.
Принимаем kf, = kf,min =5мм.
Rwf = 180 МПа, Rwz = 0,45 Run = 0,45·370 = 166,5 МПа; βf = 0,7,. βz = 1,0; γwf.= 1, γwz.= 1.
βf Rwf γwf γс = 0,9·2151·1 = 193,5 МПа >βz Rwz γwz γс = 1,05·166,5·1·1 = 174,83 МПа.
Расчет ведем по границе сплавления.
Длина сварного шва для стержня р1 равна: .
Для стержня р2 равна: .
Для р1:
.
Для р2:
Прочность сварных соединений обеспечена.
Узел 3: монтажный стык труб по нижнему поясу
Стык осуществляется на высокопрочных болтах диаметром 24 из стали 40х «Селект» с временным сопротивлением Rbun = 110 кН/см2. Принимаем 8 болтов.
Рисунок. 2.7. Монтажный стык труб по нижнему поясу.
Определяем несущую способность одного болта:
кН;
Максимально возможная величина предварительного натяжения:
Необходимая величина предварительного напряжения:
Полное усилие в болте:
Проверка общей несущей способности фланцевого соединения:
Толщину фланца определяем на участке трапецеидальной пластинки, защемлённой по трём сторонам и находящейся под воздействием силы:
Момент в защемлении и необходимая толщина фланца:
Принимаем толщину фланца 20 мм.
Проверяем соединения на сдвиг, определяем рычажное усилие и условную поперечную силу:
Условие выполняется.
Проверим прочность сварных швов, прикрепляющих фланец к поясу:
-по металлу шва:
-по металлу границы сплавления:
Несущая способность угловых швов по периметру сечения пояса обеспечена. По конструктивным соображениям устанавливаем дополнительно рёбра жёсткости с двухсторонними швами.
Узел 4: монтажный стык труб по верхнему поясу
Рисунок. 2.9. Монтажный стык труб по верхнему поясу.
В стыке верхнего пояса действует сжимающее усилие 1332 кН.
Конструктивно принимаем стык на болтах М20 класса 5.6 (4 штуки).
Требуемая толщина фланца из условия прочности
, принимаем 32 мм.
Расчет сварных швов
Наибольший катет сварного шва
Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 5мм.
Принимаем =8 мм
Прочность сварных соединений обеспечена.
Узел 5: верхний опорный узел
Рис. 2.10 Верхний опорный узел.
Горизонтальное усилие на этот узел равно: -379 кН. Кроме горизонтального усилия здесь будет действовать опорная реакция:
.
Толщину сварного шва принимаем равной толщине пояса 0,7 см. Проверяем прочность сварных швов, прикрепляющих фланец к трубе:
,
.
Прочность сварного соединения обеспечена.
Принимаем болты нормальной точности класса прочности 8.8, по табл.58 расчетное сопротивление срезу .
Для фланца: нормативное сопротивление для С255 (листовой прокат) ; расчетное сопротивление смятию элементов .
Принимаем болты d=20мм - - по табл.62
Определяем расчетные усилия, которые могут быть восприняты одним болтом из условия его:
- среза:
смятия соединяемых элементов:
где - суммарная минимальная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.
- растяжения:
Определяем количество болтов:
.
Принимаем 4 болта.
Ширина фланца () – размер в горизонтальной плоскости исходя из размещения болтов и сварных швов назначается равным:bф =370 мм.
Тогда толщина фланца при его работе на смятие от опорной реакции будет равна:
,
где - расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (принимается по табл. 52*[1]).
Тот же размер из условия работы фланца на изгиб:
,
Принимаем фланец толщиной 20мм.
; ; ;
Геометрические характеристики подобранного сечения:
;
Выполним проверку устойчивости ветвей колонны, приняв схему расположения раскосов согласно рис..
Проверка ветви в плоскости колонны
Недонапряжение составит
Проверка ветви из плоскости колонны (рамы)
Недонапряжение составит
Определим поперечные силы, действующие на решетку колонны
фактическую Q=15,3 кН
условную
Определим геометрические характеристики всего сечения:
Гибкость стержня колонны равны
Усилия в раскосах и стойках определим по формулам
Требуемая площадь раскосов и стоек равна
где коэффициентом продольного изгиба задаемся в пределах , а коэффициент условой работы принимаем равным jc=0,75 (табл.6 [1]).
Назначаем раскосы и стойки из круглых труб 50х3,5 .
Вычислим гибкость раскосов и стоек:
Проверим напряжения в раскосах и сойках:
Определим приведенную гибкость стержня
Условная приведенная гибкость
Проверим устойчивость колонны как единого стержня в плоскости действия момента:
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОГО МАТЕРИАЛА
1. СНиП 2.01.07–85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 36 с.
2. СНиП 2.01.07–85. Нагрузки и воздействия (Дополнения. Разд.10. Прогибы и перемещения) / Госстрой СССР.– М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.–8 с.
3. СНиП II-23–81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР.– М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1981.–201 с.
4. Дикман Л. Г.Организация и планирование строительного производства: Управление строительными предприятиями с основами АСУ: Учеб. для строит. вузов и фак.– 3-е изд., перераб. и доп.– М.: Высш. шк., 1988.– 559 с.: ил.
5. СНиП 1.04.03 – 85 "Нормы продолжительности строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений", 1987 г.
6. Сухачев И. А. Организация, планирование и управление сельскохозяйственным строительством: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб, и доп. – М.: Стройиздат, 1979. – 639 с., ил.
7. ТКП 45-2.04-43-2006. Строительная теплотехника. Строительные нормы и правила / Минстройархитектуры РБ, Мн., 2007.– 32 с.
8. Индексы изменения стоимости строительно-монтажных работ замарт 2012 года. Сообщение Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь.
9. ППБ 0.01-2014. Правила пожарной безопасности Республики Беларусь. Пост. МЧС от 14.03.2014 №3.
10. ТКП 45-1.03-161-2009. Организация строительного производства.
11. ТКП 45-1.03-40-206. Безопасность труда в строительстве. Общие требования.
12. ТКП 45-1.03-44-2006. Безопасность труда в строительстве. Строительное производство.
13. ТКП 45-1.02-157-2009. Проектная документация для строительства. Типовое проектирование. Состав и порядок разработки.
14. ТКП 45-2.02-142-2011. Здания, строительные конструкции, материалы и изделия. Правила пожарно-технической классификации.
15. ТКП 45-2.02-92-2007. Ограничение распространения пожара в зданиях и сооружениях. Объемно-планировочные и конструкционные решения. Строительные нормы проектирования.
16. ТКП 45-3.02-90-2008. Производственные здания. Строительные нормы проектирования.
17. ТКП 45-2.02-279-2013. Здания, сооружения. Эвакуация людей при пожаре.
18. ТКП 474-2013. Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности, утвержденное Постановлением МЧС 29.01.2013 № 4.