КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Монтажный стык балки на высокопрочных болтах
Пример 10.13. Рассчитать монтажный стык на высокопрочных болтах в середине разрезной сварной балки (рис. 10.41), изготовленной из стали класса С255, имеющего расчетное сопротивление материала Ry = 240 МПа = = 24 кН/см2. Балка двутавровая составлена из трех прокатных листов следующего сечения: стенка – 1500×12 мм с площадью Аw = 180 см2; два пояса – 450×25 мм с площадью Аf = 112,5 см2 каждый. Максимальный изгибающий момент в середине балки M max= 4651,14 кН·м, поперечная сила отсутствует (Q = 0). Момент сопротивления балки Ix = 1645664 см4; момент инерции стенки Iw = 337500 см4. Способ регулирования натяжения высокопрочных болтов – по моменту закручивания M. Способ обработки поверхностей – газопламенный. Рис. 10.41. Монтажный стык сварной балки на высокопрочных болтах Монтажные стыки на высокопрочных болтах выполняются с накладками (по три на каждом поясе и по две на стенке). Площади сечения накладок должны быть не меньше площадей сечения перекрываемых ими элементов. Рекомендуемые к применению в конструкциях средней мощности высокопрочные болты с диаметрами 16; 20; 24 и 30 мм. Принимаем болты db = 24 мм. Диаметр отверстия d под болт делается на 2…3 мм больше db. Назначаем отверстие d = 26 мм. Размещение болтов производится согласно требованиям (см. табл. 10.23). Минимальное расстояние между центрами болтов (шаг болтов) в расчетных соединениях определяется условиями прочности основного металла и принимается в любом направлении равным a min = 2,5 d = 2,5 · 26 = 65 мм. Принимаем а = 70 мм. Максимальное расстояние между болтами определяется устойчивостью сжатых частей элементов в промежутках между болтами (в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков a max ≤ 12 t min = 12 · 10 = 120 мм, где t min– толщина наиболее тонкого наружного элемента) и обеспечением плотности соединения:
Минимальное расстояние от центра болта до края элемента для высокопрочных болтов в любом направлении усилия с min ≥ 1,3 d = 1,3 · 26 = 33,8 мм. Принимаем с = 50 мм. Ширина верхней накладки пояса принимается равной ширине пояса балки bnf = bf = 450 мм. Ширина каждой нижней накладки пояса определяется: b′nf = [ bf – (tw + 2 kf + 2Δ)] / 2 = [450 – (12 + 2 ∙ 7 + 2 ∙ 10)] / 2 = 202 мм, где Δ = 10…15 мм – конструктивный зазор. Толщина каждой накладки пояса tnf=tf / 2 + 2 = 25 / 2 + 2 = 14,5 мм. Принимаем верхнюю накладку из листа 450´14 мм с площадью сечения Аnf = 63 см2 и две нижних накладки из листа 200´14 мм с площадью сечения А′ nf = 28 см2. Суммарная площадь накладок Аn = Аnf + 2 А′ nf = 63 + 2 ∙ 28 = 119 см2 > Аf = 112,5 см2. Горизонтальные болты располагаем в 4 ряда на одной полунакладке. Определяем длину (высоту) двух вертикальных накладок: lnw = hw – 2(tnf + Δ) = 1500 – (14 + 10) = 1450 мм. Ширина вертикальных накладок bnw = 2 а + δ + 4 c = 2 · 70 + 10 + 4 · 50 = 350 мм, где δ = 10 мм – зазор между элементами. Толщину одной вертикальной накладки tnw принимаем равной толщине стенки tw за вычетом 2 мм (tnw = 10 мм). Максимальное расстояние между крайними горизонтальными рядами болтов (с учетом расстояния до края элемента с = 50 мм) а 1= 1450 – 2 ∙ 50 = 1350 мм. Стык осуществляем высокопрочными болтами db = 24 мм из стали 40Х «селект», имеющей наименьшее временное сопротивление: Rbun = 1100 МПа = 110 кН/см2 (см. табл. 10.28). Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяется по формуле где – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта; Abn = 3,52 см2 – площадь сечения нетто болта db = 24 мм (см. табл. 10.26); – коэффициент трения при газопламенном способе обработке поверхностей (см. табл. 10.29). – коэффициент надежности, принимаемый при статической нагрузке и разности номинальных диаметров отверстий и болтов с использованием регулирования натяжения болтов по М при газопламенном способе обработки поверхностей;
gb – коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов в соединении. Определяем: Расчет стыков поясов и стенки производим раздельно. Приравнивая кривизну балки в целом (здесь r – радиус кривизны) кривизне ее составляющих – стенки Mw / (EIw) и поясов Mf / (EIf), находим изгибающие моменты в стенке Mw и поясах Mf, которые распределяются пропорционально их жесткостям, соответственно EIw и ЕIf. Момент инерции стенки Iw = 337500 см4. Момент инерции поясов Изгибающий момент в стенке Изгибающий момент в поясах Расчет стыка пояса. Расчетное усилие в поясе определяется по формуле Количество болтов n на каждую сторону от центра стыка балки для прикрепления накладок пояса определяем по формуле где ks = 2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов. Принимаем 12 болтов и размещаем их согласно рис. 10.41. Длина горизонтальных накладок назначается конструктивно из условия размещения болтов: lnf = 2 (n 1 a + 2 c) + δ = 2 (2 70 +2 ∙ 50) + 10 = 490 мм, где n 1 = (3 – 1) – количество рядов болтов на полунакладке за минусом 1. Расчет стыка стенки. Расчетный момент, приходящийся на стенку, уравновешивается суммой внутренних пар усилий, действующих на болты. Максимальное горизонтальное усилие N max от изгибающего момента, действующее на каждый крайний наиболее напряженный болт, не должно быть больше несущей способности Qbhks. Условие прочности соединения N max = Mw a max / (m Σ ai 2) ≤ Qbh ks γс, где аi –соответствующее расстояние между парами сил в болтах; a max = a 1 – максимальное расстояние между крайними горизонтальными рядами болтов; m – число вертикальных рядов болтов на полунакладке. Для определения числа рядов болтов по вертикали k и назначения их шага а вычисляем коэффициент стыка: a = Mw /(ma max Qbhks) = 95543 / (2 × 135 × 101,64 × 2) = 1,74. Принимаем по табл. 10.30 число горизонтальных рядов болтов k = 8. Определяем шаг болтов по вертикали: a = a max/(k – 1) = 135 / (8 – 1) = 19,29 см.
Таблица 10.30
Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 1466; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |