Расчет соединений

Элементы связей

4.79*. Усилия в элементах продольных связей с крестовой, ромбической и треугольной решетками от деформации поясов главных ферм или балок следует определять от вертикальной нагрузки, которая воздействует после включения их в работу.

Усилия в элементах продольных связей, не соединенных с продольными балками или соединенных при наличии разрывов в них (см. п. 4.71*), допускается определять по формулам:

См. графический объект "Формулы (199-203)"

В формулах (199)-(202) при определении усилий в элементах связей балок со сплошной стенкой вместо сигма_f следует принимать напряжение сигма_w в стенке главной балки, вычисленное по площади брутто на уровне расположения плоскостей связей; в формуле (199) вместо сигма_mf следует принимать среднее напряжение сигма_mw в стенке поперечной балки на уровне расположения плоскости связей, вычисленное так же, как и сигма_mf.

Усилия в элементах продольных связей с полураскосной решеткой от вертикальной нагрузки допускается не учитывать.

4.80. Уменьшение усилий в поясах главных ферм за счет включения продольных связей в совместную работу в цельносварных пролетных строениях следует учитывать от всей нагрузки, действующей после постановки и закрепления продольных связей, а в болтосварных пролетных строениях - только от временной вертикальной нагрузки.

4.81. Расчет на прочность и выносливость поясов главных ферм с ромбической и треугольной решетками связей, а также крестовой с распорками разной жесткости следует выполнять с учетом возникающих в поясах изгибающих моментов от деформации элементов связей и от деформации поперечных балок проезжей части независимо от вида связей.

Изгибающие моменты в поясе, действующие в плоскости связей с треугольной и ромбической решетками, следует определять по формуле

N l

c m

M = ———————, (204)

f 4

где N - усилие в распорке связей;

c

l - расстояние между центрами узлов прикрепления элементов к поясу.

m

4.82*. Сварные, фрикционные и болтовые соединения следует рассчитывать на передачу всех усилий, действующих в элементе конструкции, при этом, как правило, каждая часть сечения элемента (с учетом ее ослабления) должна быть прикреплена соответственно приходящемуся на нее усилию. В случае невыполнения этого условия перегрузку отдельных зон и деталей прикреплений следует учитывать введением коэффициентов условий работы, указанных в табл. 60* и 82.

При расчете прикрепления элемента к узлу с одиночной фасонкой допускается не учитывать изгибающие моменты в плоскости, перпендикулярной плоскости фасонки.

Распределение продольного усилия, проходящего через центр тяжести соединения, следует принимать равномерным между болтами или сварными швами прикрепления.

При проектировании реконструкции клепаных пролетных строений расчеты заклепочных соединений надлежит выполнять по указаниям "Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб" (СН 200-62).

Болтовые соединения с применением болтов из стали 40Х не допускаются в конструкциях, рассчитываемых на выносливость.

4.83*. Расчетную высоту сечения сварных швов следует принимать:

для стыковых швов:

деталей, свариваемых с полным проплавлением, - t_w = t_min;

деталей, свариваемых с неполным проплавлением, - t_w = t_w,min;

для угловых швов:

по металлу шва - t_f = бета_f k_f;

по металлу границы сплавления - t_z = бета_z k_f,

где t - наименьшая из толщин свариваемых деталей;

min

t - наименьшая толщина сечения стыкового шва при сварке

w,min деталей с неполным проплавлением;

k - наименьший из катетов углового шва;

f

бета, бета - коэффициенты расчетных сечений угловых швов,

f z принимаемые по табл. 80*.

4.84. Расчет по прочности сварных стыковых соединений следует выполнять:

при сварке деталей из сталей различного уровня прочности, а также при сварке материалами, для которых R_wy < R_y (в этих случаях R_wy, должно быть указано в проекте);

при наличии выкружек или ослаблений в зоне стыка, когда

l < b

w

или

t < t;

w,min

A < A,

w,n

где l - полная длина стыкового шва;

w

b, t - ширина и толщина стыкуемых деталей;

A - площадь нетто ослабленного (например, отверстиями) сечения

w,n стыкового шва;

А - площадь брутто (или нетто) сечения стыкуемых деталей в зоне

стыка.

4.85. Расчет по прочности сварных стыковых соединений в случае центрального растяжения или сжатия следует выполнять по формуле

N

———————— <= R m, (205)

t l wy

w w

где m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*.

Расчет по прочности сварных стыковых соединений в случае изгиба в одной или двух главных плоскостях, а также действия осевой силы с изгибом в одной или двух главных плоскостях следует выполнять по формулам (142)-(158), в которых геометрические параметры и коэффициенты каппа, каппа_х, каппа_y, пси, пси_х, пси_у следует вычислять для сечения стыкового соединения, принимаемого согласно п. 4.84, а в правой части вместо R_ym и R_sm подставлять соответственно величины R_wym и R_wsm.

Таблица 80*

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

| Вид сварки при |Положение шва|Коэффициент расчетных сечений угловых|

|диаметре сварочной | | швов |

| проволоки d, мм | |—————————————————————————————————————|

| | |обозна-| при катетах швов k_f, мм |

| | |чение |—————————————————————————————|

| | | | 3-8 | 9-12 |14-16 | 18 и |

| | | | | | | более |

|———————————————————|—————————————|———————|————————————————————|————————|

|Автоматическая при|В лодочку |бета_f | 1,1 | 0,7 |

|d = 3-5 | |———————|————————————————————|————————|

| | |бета_z | 1,15 | 1,0 |

| |—————————————|———————|————————————————————|————————|

| |Нижнее |бета_f | 1,1 | 0,9 | 0,7 |

| | |———————|——————|—————————————|————————|

| | |бета_z | 1,15 | 1,05 | 1,0 |

|———————————————————|—————————————|———————|————————————————————|————————|

|Автоматическая и|В лодочку |бета_f | 0,9 | 0,8 | 0,7 |

|полуавтоматическая | |———————|—————————————|———————————————|

|при | |бета_z | 1,05 | 1,0 |

|d = 1,4-2 |—————————————|———————|—————————————|———————————————|

| |Нижнее, гори-|бета_f | 0,9 | 0,8 | 0,7 |

| |зонтальное, |———————|——————|——————————————————————|

| |вертикальное |бета_z | 1,05 | 1,0 |

|———————————————————|—————————————|———————|—————————————————————————————|

|Ручная, полуавтома-|В лодочку,|бета_f | 0,7 |

|тическая проволокой|нижнее, го-|———————|—————————————————————————————|

|сплошного сечения|ризонтальное,|бета_z | 1,0 |

|при d < 1,4 или по-|вертикальное,| | |

|рошковой проволокой|потолочное | | |

|———————————————————————————————————————————————————————————————————————|

| Примечание. Значения коэффициентов соответствуют режимам сварки,|

|предусмотренным в "Инструкции по технологии механизированной и ручной|

|сварки при заводском изготовлении стальных конструкций мостов"|

|(Минтрансстрой, 1980). |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

4.86. Прочность сварных соединений с угловыми швами при действии продольных или поперечных сил следует проверять на срез (условный) по двум сечениям (черт. 13):

по металлу шва (сечение 0-1)

См. графический объект "Формулы (206)-(211). Чертеж 13"

4.89. Прочность сварных стыковых соединений при одновременном действии в одном и том же сечении нормальных и касательных напряжений следует проверять по формуле (161), в которой следует принимать: сигма_x = сигма_wx и сигма_y = сигма_wy - нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям; тау_xy = тау_wxy - касательное напряжение в сварном соединении; R_y = R_wy.

4.90. При расчете по прочности сварных соединений с угловыми швами при одновременном действии продольной и поперечной сил и момента должны быть выполнены условия:

тау <= R m; (212)

f wf

тау <= R m, (213)

z wz

где тау, тау - напряжения в расчетном сечении соответственно по металлу

f z шва и по металлу границы сплавления, равные

геометрическим суммам напряжений, вызываемых продольной

и поперечной силами и моментом.

4.91. Расчет по прочности сварных соединений угловыми швами прикрепления листов пояса между собой и к стенке изгибаемых балок следует выполнять по формулам:

См. графический объект "Формулы (214)-(218)"

где W - момент сопротивления сечения элемента брутто в проверяемой

плоскости (ослабление листовых деталей перфорациями допускается

не учитывать);

l - длина составного элемента;

фи - коэффициент продольного изгиба при расчете по устойчивости

элемента в проверяемой плоскости.

Те же сварные швы в сжато-изогнутых составных элементах следует рассчитывать на поперечную силу Q_1, равную сумме поперечных сил - условной Q_fic, определяемой по формуле (218), и фактической.

Если в сечении составного элемента имеются две параллельно расположенные листовые детали и более, то прикрепление каждой из них следует рассчитывать на поперечную силу Q_i, определяемую по формуле

t

i

Q = Q ——————-, (219)

i 1 n

сигмаt

1 i

где t - толщина прикрепляемой листовой детали;

i

n - число параллельно расположенных листовых деталей.

4.93. При прикреплении к узлам главных ферм составных сплошностенчатых элементов, отдельные части сечения которых непосредственно не прикрепляются к узловым фасонкам, сварные швы присоединения неприкрепляемой части сечения к прикрепляемой следует рассчитывать на передачу приходящегося на нее усилия, принимая при этом коэффициенты условий работы m равными:

m = 0,8 - при отношении площади прикрепляемой части сечения А_ню ко всей площади сечения элемента А до 0,6;

m = 0,9 - при отношении А_ню/А свыше 0,6 до 0,8;

m = 1,0 - при отношении А_ню/А свыше 0,8.

Расчетную длину сварного шва при этом следует принимать равной длине перекрытия элемента узловой фасонкой фермы.

4.94. Расчетное усилие N_b, которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:

на срез

N = R m An; (220)

b bs b1 s

на смятие

N = R m dСигмаt; (221)

b bp b1

на растяжение

N = R A, (222)

b bt bn

где

R, R, R - расчетные сопротивления болтовых соединений;

bs bp bt

d - диаметр стержня болта;

пиd

А = ———- - площадь сечения стержня болта;

А - площадь сечения, болта нетто; для болтов с метрической

bn резьбой значение А_bn следует принимать по ГОСТ

22356-77*;

Сигмаt - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном

направлении;

n - число расчетных срезов одного болта;

s

m - коэффициент условий работы соединения, который следует

b1 принимать по табл. 81.

Таблица 81

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

| Характеристика соединения | Коэффициент условий работы |

| | соединения m_b1 |

|———————————————————————————————————|———————————————————————————————————|

|Многоболтовое в расчетах на срез и| |

|смятие при болтах: | |

|повышенной точности | 1,0 |

|нормальной и грубой точности | 0,9 |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

4.95. Число n болтов в соединении при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле

N

n >= —————————, (223)

mm N

b b,min

где N - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта,

b,min вычисленных по формулам (220) и (221);

m, m - коэффициенты условий работы, принимаемые соответственно по

b табл. 60* и 82.

Таблица 82

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

| Характеристика стыка или прикрепления |Коэффициент|

| | условий |

| | работы |

| |m_b болтов |

|———————————————————————————————————————————————————————————|———————————|

|Стык элемента или его ветви, все части сечения которых пе-| 0,9 |

|рекрыты односторонними накладками | |

|Стык элемента или его ветви с двухсторонними накладками при| 0,9 |

|наличии части сечения, непосредственно неперекрытой | |

|Прикрепление элемента в узле одиночной фасонкой | 0,9 |

|Прикрепление части сечения через: | |

|один лист | 0,9 |

|два листа и более | 0,8 |

|прокладку, прикрепленную за пределами соединения не менее| 0,9 |

|чем на 1/4 полного усилия, которое может быть воспринято ее| |

|сечением | |

|Прикрепление выступающей полки швеллера, уголка или гори-| 0,7 |

|зонтального листа коробчатого сечения угловым коротышом | |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

4.96. При действии в плоскости соединения изгибающего момента распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.

4.97. Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и момента, следует проверять на усилие, определяемое как равнодействующее усилий, найденных отдельно от продольной силы и момента.

4.98. Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, допускается проверять отдельно на срез и на растяжение.

4.99. Болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам:

при отсутствии местного давления

См. графический объект "Формулы (224)-(225)"

См. графический объект "Формула (226)"

Усилие натяжения Р высокопрочного болта следует определять по формуле

P = R A m, (227)

bh bn bh

где R - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению,

bh определяемое по формуле (139);

m - коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении

bh их крутящим моментом, равный 0,95.

4.101. Число n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле

См. графический объект "Формула (228)"

4.102. При действии в плоскости соединения изгибающего момента или продольной силы с изгибающим моментом усилие, приходящееся на рассматриваемый высокопрочный болт, следует определять согласно указаниям пп. 4.96 и 4.97.

4.103. Высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам:

См. графический объект "Формулы (229)-(230)"

Таблица 83*

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

| Число | Значения коэффициента надежности гамма_bh при обработке |

|высоко-| контактных поверхностей * способом |

|прочных|———————————————————————————————————————————————————————————————|

|болтов |пескоструй-|дробеструйным|газопла-|стальны-|дробеме-|дробемет- |

|в сое- |ным или|с нанесением|менным |ми щет-|тным |ным с га-|

|динении|дробеструй-|фрикционного | |ками | |зопламен- |

| |ным |грунта или| | | |ным нагре-|

| | |клеефрикцион-| | | |вом повер-|

| | |ного покрытия| | | |хности ме-|

| | | | | | |талла в|

| | | | | | |зоне отве-|

| | | | | | |рстия до|

| | | | | | |250-300°С |

|———————|———————————|—————————————|————————|————————|————————|——————————|

| 2-4 | 1,568 | 1,250 | 1,956 | 2,514 | 1,441 | 1,396 |

| 5-19 | 1,362 | 1,157 | 1,576 | 1,848 | 1,321 | 1,290 |

| 20 | 1,184 | 1,068 | 1,291 | 1,411 | 1,208 | 1,189 |

|———————————————————————————————————————————————————————————————————————|

| * Число обрабатываемых контактных поверхностей (одна или обе)|

|следует принимать по табл. 57*. |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

Таблица 84

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

|Характеристика прикрепления |Особенности конструкции узла| Коэффициент |

|и места расположения болтов | | условий |

| | | работы m_b |

|———————————————————————————————————————————————————————————————————————|

| Во всех пролетных строениях |

|———————————————————————————————————————————————————————————————————————|

|Вертикальные уголки прикреп-| | |

|ления поперечной балки к уз-| | |

|лу решетчатой главной фермы:| | |

| болты в полках уголков,|Конструкция не способна вос-| 0,85 |

| прикрепляемых к ферме |принимать опорный момент | |

| |Конструкция способна вос-| 0,9 |

| |принимать опорный момент | |

| то же, к поперечной балке|Независимо от конструкции | 0,9 |

|———————————————————————————————————————————————————————————————————————|

| Совместная работа проезжей части и поясов главных |

| ферм не обеспечивается |

|———————————————————————————————————————————————————————————————————————|

|Вертикальные уголки прикреп-| | |

|ления продольной балки к по-| | |

|перечной: | | |

| болты в полках уголков,|Конструкция не способна вос-| 0,7 |

| прикрепляемых к попереч- |принимать опорный момент | |

| ной балке |Конструкция способна вос-| 0,9 |

| |принимать опорный момент | |

| то же, к продольной балке|Независимо от конструкции | 0,9 |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

4.104. В случае, если совместная работа проезжей части и поясов главных ферм обеспечивается специальными горизонтальными диафрагмами, расчет прикрепления продольных балок к поперечным следует выполнять на поперечную силу и момент с учетом требований п. 4.74; при этом усилия в болтах, прикрепляющих вертикальные уголки к стенке поперечной балки, необходимо определять как для фланцевых соединений.

Расчет болтовых и фрикционных соединений прикреплений балок проезжей части пролетных строений с решетчатыми главными фермами допускается выполнять только на поперечную силу, вводя дополнительный коэффициент условий работы m_b согласно табл. 84.

4.105. Расчет по прочности стыковых накладок растянутых элементов ферм и поясов сплошных балок следует выполнять с введением для накладок коэффициента условий работы m = 0,9.

4.106. Листы узловых фасонок следует проверять на прочность прикрепления растянутых и сжатых элементов по контуру, соединяющему центры отверстий периферийных болтов прикрепления указанных элементов, по формуле

N <= 0,675t R m сигма(0,212 альфа + 1)l, (231)

y i i

где N - продольное усилие в элементе;

t - толщина узловой фасонки;

m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*;

l - длина i-го участка проверяемого контура узловой фасонки;

i

альфа - угол между направлением i-го участка проверяемого контура и

i осью элемента (0 <= альфа_i <= пи/2), рад.

4.107. Прочность узловых болтов-шарниров допускается проверять в предположении работы болта на изгиб как свободно лежащей балки, нагруженной сосредоточенными силами по оси пакетов, соприкасающихся с болтом, принимая расчетные сопротивления по табл. 48*.

Дата добавления: 2015-06-27