Пример: Расчет прикрепление двух уголков к фасонке фермы. Сварка ручная электродуговая с визуальным контролем

Расчет и конструирование соединений металлических конструкций и деревянных элементов.

Практическая работа №10.

Цель работы:

- по заданным геометрическим параметрам, материалу изделия, проверить прочность стыкового шва.

- по заданным усилиям в стержнях фермы рассчитать лобовую врубку с одним зубом.

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о способах соединения элементов конструкций между собой;

знать характер работы соединений конструкций из различных материалов; конструктивные требования к выполнению соединений конструкций из различных материалов;

уметь выполнять простейшие расчеты соединений элементов конструкций из различных материалов.

Исходные данные:

Рассчитать прикрепление двух уголков к фасонке фермы. Сварка ручная электродуговая с визуальным контролем.

№ варианта	Класс стали	Толщина фасонки, t, мм	Нагрузка N, кН	Климатический район строительства	Номер профиля
	С235			ΙΙ1	50х5	0,9	0,95
	С245			ΙΙ2	63х5	0,95	1,0
	С255			ΙΙ3	70х5	0,8	0,95
	С275			ΙΙ4	75х6	0,9	1,0
	С285			ΙΙ5	80х6	0,95	0,95
	С345			ΙΙ1	90х6	0,8	1,0
	С375			ΙΙ2	90х7	0,9	0,95
	С235			ΙΙ3	100х7	0,95	1,0
	С245			ΙΙ4	100х8	0,8	0,95
	С255			ΙΙ5	110х8	0,9	1,0
	С275			ΙΙ1	125х8	0,95	0,95
	С285			ΙΙ2	125х9	0,8	1,0
	С345			ΙΙ3	140х9	0,9	0,95
	С375			ΙΙ4	140х10	0,95	1,0
	С235			ΙΙ5	160х10	0,8	0,95
	С245			ΙΙ1	50х5	0,9	1,0
	С255			ΙΙ2	63х5	0,95	0,95
	С275			ΙΙ3	70х5	0,8	1,0
	С285			ΙΙ4	75х6	0,9	0,95
	С345			ΙΙ5	80х6	0,95	1,0
	С375			ΙΙ1	90х6	0,8	0,95
	С235			ΙΙ2	90х7	0,9	1,0
	С245			ΙΙ3	100х7	0,95	0,95
	С255			ΙΙ4	100х8	0,8	1,0
	С275			ΙΙ5	110х8	0,9	0,95
	С285			ΙΙ1	125х8	0,95	1,0
	С345			ΙΙ2	125х9	0,8	0,95
	С375			ΙΙ3	140х9	0,9	1,0
	С235			ΙΙ4	140х10	0,95	0,95
	С245			ΙΙ5	160х10	0,8	1,0
	С255			ΙΙ1	50х5	0,9	0,95
	С275			ΙΙ2	63х5	0,8	1,0
	С345			ΙΙ4	100х8	0,95	1,0

Порядок выполнения практической работы:

1. Определить нагрузку с учетом коэффициента надежности по назначению здания

N = N ·, (кН);

где: N – нагрузка, кН;

- коэффициент надежности по назначению здания.

2. Определить группы конструкций для стержня и фасонки фермы (9, стр. 61, табл. 50)

3. Принять марку электрода (9, стр.69, табл. 55)

4. Определить расчетные сопротивления углового шва, (9, стр. 70, табл. 56);

, (МПа)

где: - нормативное сопротивление фасонного проката, (9, стр.64, табл.51).

5. Принять высоту катетов, (9, стр. 44, табл. 38):

6. Определяем коэффициенты:,, (9, стр.39, табл.34)

7. Проверка условия

, (МПа):

Если условие выполняется расчет ведем по металлу шва, по формуле:

, (кН/см²);

Если условие не выполняется, то расчет ведем по границе сплавления, по формуле:

, (кН/см²);

где: - нагрузка, (кН);

,,– коэффициенты, принимаемые в зависимости от вида сварки и положения швов, (9, стр.39, табл.34)

- расчетная длина шва, см;

- расчетное сопротивление углового шва, при расчете по металлу шва, (9, стр.70, табл.56);

- расчетное сопротивление углового шва, при расчет по границе сплавления,, (МПа)

где: - нормативное сопротивление фасонного проката, (9, стр.64, табл.51).

- коэффициент условий работы, (9, стр. 8, табл. 6);

- высота катета шва, (9, стр. 44, табл. 38).

8. Определить расчетную длину швов

8.1. По металлу шва

, см

8.2. По границе сплавления

9. Определить длину швов

Следует учитывать, что эта длина шва требуется для прикрепления двух уголков. Распределяем швы между уголками по перу (30%), по обушку (70%).

9.1. Длина шва по обушку:

, см

9.1.1. с учетом непровара принимаем:

= + t, см

9.2. Длина шва по перу:

, см

9.1.2. с учетом непровара принимаем:

= + t, см

10. Конструируем узел

Исходные данные:

N =300 кН; =1; t = 10 мм; сталь С345, климатический район строительства II₄, =0,95, 2 уголка 100х8.

1. Определить нагрузку с учетом коэффициента надежности по назначению здания

N = N ·, (кН);

N = 300 · = 300 кН

2. Определить группы конструкций для стержня и фасонки фермы (9, стр. 61, табл. 50);

- стержень фермы – 2 группа

- фасонка фермы – 1 группа

3. Принять марку электрода (9, стр.69, табл. 55)

- для сварки элементов, относящихся к 1 группе конструкций – Э50А

4. Определить расчетные сопротивления углового шва, (9, стр. 70, табл. 56);

= 215 МПа = 21,5 кН/см²

, (МПа)

где: =470 МПа = 47 кН/см² (9, стр.64, табл.51).

= 21,15 кН/см²

5. Принять высоту катетов одинаковую по перу и по обушку = 6 мм = 0,6 см, (7, стр. 44, табл. 38):

6. Определяем коэффициенты для ручной сварки: = 0,7, = 1, (9, стр.39, табл.34)

7. Проверка условия

, (МПа):

, МПа

, МПа

Условие выполняется расчет ведем по металлу шва

8. Определить расчетную длину швов

8.1. по металлу шва

, см

= 35, см

9. Определить длину швов

Следует учитывать, что эта длина шва требуется для прикрепления двух уголков. Распределяем швы между уголками по перу (30%), по обушку (70%).

9.1. Длина шва по обушку:

, см

= 12,25, см

9.1.1. с учетом непровара принимаем:

= + t, см

= + 1,0 = 13,25, см

9.2. Длина шва по перу:

, см

= 5,25, см

9.1.2. с учетом непровара принимаем:

= + t, см

= + 1,0 = 6,25, см

10. Конструируем узел

I. Расчет лобовой врубки

№ варианта	Нагрузка, N, кН	Угол наклона	Коэффициент надежности здания, γn	Размер сечения, b х h, см	Сорт древесины
			0,95	8х8
			12х12
			6х6
			6х6
			10х10
			9х9х
			8х8
			7х7
			12х12
			11х11
			6х10
			10х10
			9х9
			8х8
			7х7
			10х10
			8х8
			6х6
			5х5
			9х10
			10х10
			9х9
			8х8
			6х10
			6х8
			7х8
			7х7
			6х6
			5х7
			5х5
			10х10
			9х9
			18х18

Порядок выполнения практической работы:

1. Определить нагрузку с учетом коэффициента надежности

, кН

где: - нагрузка, кН;

– коэффициент надежности здания, м.

2. Определить расчетное сопротивление древесины смятию под углом α

, МПа

где: – расчетное сопротивление древесины на смятие, МПа, (7, стр5, табл. 3);

- расчетное сопротивление смятию под углом 90°, МПа, (7, стр5, табл. 3).

3. Определить площадь смятия

, см²

где: – ширина сечения, см;

– расчетная высота сечения, см;

4. Определить несущую способность из условия смятия

, кН

5. Определить расчетное усилие действующее на площадке скалывания

, кН

6. Определить среднее расчетное сопротивление по площадке скалывания древесины

,

где: – расчетное сопротивление древесины на скалывание, кН/см², (7, стр5, табл. 3);

- коэффициент равный;

- длина площадки скалывания, см

,см

– плечо сил скалывания, см

,см

7. Определить несущую способность соединения на скалывание

, кН

Пример: Рассчитать лобовую врубку

Исходные данные: N =130 кН;α=30°; = 180х180 мм; γ_n = 0,95; сорт древесины – 1.

Решение:

1. Определить нагрузку с учетом коэффициента надежности

, кН

кН

2. Определить расчетное сопротивление древесины смятию под углом α

, МПа

где: – 16 МПа, (7, стр5, табл. 3);

- 3 МПа, (7, стр5, табл. 3).

МПа

3. Определить площадь смятия

, см²

, см

см

см²

4. Определить несущую способность из условия смятия

, кН

, кН

, кН

Условие не выполняется необходимо увеличить сечение, принимаем 200х180 мм

см²

, кН

, кН

5. Определить расчетное усилие действующее на площадке скалывания

, кН

кН

6. Определить среднее расчетное сопротивление по площадке скалывания древесины

,

где: – 2,4 МПа = 0,24 кН/см², (7, стр5, табл. 3);

;

- длина площадки скалывания, см

,см

см

,см

см

кН/см²

7. Определить несущую способность соединения на скалывание

, кН

кН

кН

Условие не выполняется необходимо увеличить сечение, принимаем 200х200 мм

кН

кН

Условие выполняется

Контрольные вопросы:

1. От чего зависит расчетное сопротивление древесины?

2. В какой конструкции применяется соединение: лобовая врубка.

3. Виды соединений деревянных конструкций.

4. Виды сварных соединений?

5. Что такое фронтальные и фланговые швы?

6. Пороки шва?

7. Сечения для расчета угловых швов?

Дата добавления: 2014-10-23