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) площадью .

Проверим соблюдение конструктивных требований.

Отношение высоты стенки к толщине

Постановка ребер жесткости в стенке не требуется. Проверяем устойчивость поясов

. Устойчивость поясов обеспечена.

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 принять по данным одного из вариантов, 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

Пример выполнения расчетов:

Два листа из стали марки ВСтЗпсб сечением 1000×8 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 = 1400 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 = 100 см, толщина сваривае­мых листов = 0,8 см. Расчетная длина шва см.

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
Угловой	Срез: по металлу шва по металлу границы сплавления

Подставим в данное неравенство значения из условия задачи

Т.е. условие прочности стыкового сварного соединения выполняется.

ЗАДАЧА 5

Произвести подбор прокатного двутавра для балки перекрытия. Расчетная схема балки приведена на рис. 6. Балка изготовлена из стали марки ВСтЗкп2. Коэффициент надежности по нагрузке = 1,2. Коэффициент надежности по назначению = 1. Нормативную нагрузку на 1 м длины балки и расчетный пролет балки принять по данным из вариантов, приведенных в табл. 6.

Рис. 6 Расчетная схема балки

Таблица 6

Исходные данные

Последняя цифра шрифта	, кН/м	Предпослед-няя цифра шрифта	, м

Пример выполнения расчетов:

Произвести подбор прокатного двутавра для балки перекрытия. Расчетная схема балки приведена на рис. 6. Балка изготовлена из стали марки ВСтЗкп2. Коэффициент надежности по нагрузке = 1,2. Коэффициент надежности по назначению = 1. Нормативную нагрузку на 1 м длины балки и расчетный пролет балки .

Рас­четное сопротивление материала балки = 225 Мпа (Табл. 7). Модуль упру­гости = 2,06 МПа. Коэффициент условий работы = 1.

Таблица 7

Расчетные сопротивления прокатной стали, МПа

Напряженное состояние	Растяжение, сжатие, изгиб	Сдвиг	Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)
по пределу текучести	по временно­му сопротив­лению
Расчетные () и нормативные () сопротивления
Величины расчетного н нормативного сопротивления для марок сталей и толщин / проката	ВСтЗкп2 ГОСТ 380-71 с изм. лист = 4-20 мм
ВСтЗкп2 ГОСТ 380-71 с изм. фасон =4-20 мм
ВСтЗпсб, ВСтЗспб ГОСТ 380-71 с изм. лист = 4-20 мм
ВСтЗпсб, ВСтЗспб ГОСТ 380-71 с изм. фасон t=4-20 мм
09Г2С ГОСТ 19282- 73 лист и фа. сон =10 - 20 мм

.

Расчетный максимальный изгибающий момент

Требуемый момент сопротивления

По сортаменту принимаем нормальный двутавр 70Ш2, имеющий момент сопротивления = 5700 см³ и момент инерции = 196590 см⁴.

Проверяем прогиб подобранной балки.

Относительный прогиб балки от нормативной нагрузки

.

т. е. относительный прогиб от нагрузки меньше предельного.

ЗАДАЧА 6

Подобрать сечение центрально-сжатой стойки круг­лого сечения с сохранением естественного сбега бревна (рис. 7). Закрепление концов стойки шарнирное. Коэффициент надежности по назначению . Сорт древесины, высота стойки , расчетная сила по вариантам приведены в таблице 8.

Рис. 7. Расчетная схема

Таблица 8

Исходные данные

По последняя цифра шрифта	Расчетная сила , кН	Высота стойки , м	Предпос-ледняя цифра шрифта	Коэффициент надежности по назначению	Сорт древесины
					Сосна (сорт 1)
		2,1		0,95	Ель (сорт 1)
		2,2		1,1	Сосна (сорт 2)
		2,3			Ель (сорт 2)
		2,4		0,9	Сосна (сорт 3)
		2,5		0,95	Ель (сорт 3)
		2,6			Сосна(сорт 1)
		2,7		1,05	Ель (сорт 1)
		2,8		1,1	Сосна (сорт 2)
		2,9			Ель (сорт 2)

Пример выполнения расчетов:

Подобрать сечение центрально-сжатой стойки круг­лого сечения с сохранением естественного сбега бревна (рис. 7). Закрепление концов стойки шарнирное, высота стойки 4600 мм. Рас­четная сила = 200 кН. Коэффициент надежности по назначению . Конструкция изготовлена из древесины сосны 2 сорта.

Решение. Расчетная сила с учетом коэффициента надежности по назначению . Расчетное сопротивление дре­весины сжатию вдоль волокон = 16 МПа. Задаемся предваритель­но гибкостью = 80 и находим соответствующий этой гибкости коэффициент .

Расчетная длина см.

Определяем требуемую площадь сечения и соответствующий ей диаметр сечения

Принимаем диаметр бревна в тонком конце = 19 см. Сжатые элементы, выполненные из бревен с сохранением их коничности (ес­тественного сбега), рассчитывают по сечению в середине длины стержня. Диаметр бревна в расчетном сечении определяют по фор­муле

где см - расстояние от тонкого конца до рассматри­ваемого сечения.

Площадь принятого расчетного сечения

.

Радиус инерции

Проверяем принятое сечение

Таблица 9

Расчетные сопротивления древесины сосны и ели

Напряженное состояние и ха­рактеристика элементов	Условное обозначе­ние	Расчетные сопротив­ления для сортов древесины, МПа
1. Изгиб, сжатие и смя- тие вдоль волокон:
а) элементы прямо- угольного сечения (за ис- ключением указанных в подпунктах «б», «в») вы- сотой до 50 см				8,5
б) элементы прямоуголь- ного сечения шириной от 11 до 13 см при высоте сечения от 11 до 50 см
в) элементы прямоуголь- ного сечения шириной бо- лее 13 см при высоте се- чения от 13 до 50 см
г) элементы из круглых лесоматериалов без вре- зок в расчетном сечении		_
2. Растяжение вдоль воло-
кон:
а) неклееные элементы				—
б) клееные элементы				—
3. Сжатие и смятие по всей площадке поперек воло- кон		1,8	1,8	1,8
4. Смятие поперек волокон
местное:
а) в опорных частях кон- струкции, лобовых вруб- ках и узловых примыка- ниях элементов
б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60°
5. Скалывание вдоль воло- кон:
а) при изгибе неклееных элементов		1,8	1,6	1,6
б) при изгибе клееных элементов		1,6	1,5	1,5
в) в лобовых врубках для максимального напряже- ния		2,4	2,1	2,1
г) местное в клеевых сое- динениях для максималь- ного напряжения		2,1	2,1	2,1

Дата добавления: 2015-06-28