книги / Расчёт сварных соединений и конструкций примеры и задачи

М, =

N (е" +

^ - ) =

120 (°>417 + - д а - )

=

120 •0.690 =

83,8 тс •м,

т. е. ie =

K Jix =

0,43 •70 = 30,1

см;

У _ *0 _ 1260

42;

30,1 =

=

0,914

(см. приложение

17);

/

л

__ XV7

пх

__

мя

hx

83,8 •10s

70

= 186

000 см4.

J у

греб — w угреб ~2------

R -HL

2

2100 •-? 4 -

п

1,2

Принимаем толщину стенки 6СТ = 12 мм

и ширину &ст =

650 мм (в соответствии

с

ГОСТ 82—70 на сталь широкополосную,

Удобнуюдля изготовления и более дешевую,

чем толстый лист).

Для стенки имеем

6 А3

1,2 •653 =

27 500 см4.

У г г

—

°ст°ег

12

—

12

Требуемый момент инерции двух поясов

J 2п == 7j/треб — 7ст == 186 000 — 27 500 =

= 158 5 0 0 »

1,59 • 10Б см4,

Рис.

143

но

72„ =

27n +

2 F „ (A .y f

где

J n— собственный

момент инерции пояса,

который

пренебрежи­

мо мал;

2/2п

2 .

1,59 •106.

г п =■

=

70,9 см2,

ч

672

в данном случае равно 67 см

(если &ст = 65 см,

а 6П«

2 см).

При ширине пояса hy = 56 см получаем толщину пояса

_

F n

70,9 = 1,27 с м »

12 мм.

56

Такая толщина пояса при ширине 560 мм неприемлема по условиям

устойчивости свободных

кромок сжатого пояса.

При изготовлении

560

1о п

« . 5 - Ж

- 30

30

= 18,7 мм.

Поэтому принимаем 6П=

20 мм, хотя это приведет к перерасходу ма­

ь_6;

у, _ 2J ^ + - ^ - 2 . - ^ + « 4 ^ - 5 8 5 0 0 + 9.

12

12

12

1

12

: 58 510 см4;

т _ ^СТ^СТ

hnb

56 • 2s

+

2

-

У"п

2hyb]

hi У _

x>2*■653

+

2

+

J y —

12^

12

+

12

1

~

1

“

12

r

*

+ 2- 5 6 - 2 (-f-)2 = 27500 + 75 + 251000«

278600 CM4<

Ю 2,79 •105 CM4;

ix = Y

^

=

Y

Д £ ? г - = У т = * Ь я

см;

302

=

W

“

91;

4,* e 0 ^681;

278 600

30,4 см;

X, _ f =

- g j -

41,4;

Т Е ----- /9 2 2 -

=

0,916.

Максимальный прогиб стойки (см. приложение 3) на высоте

I, =

_2_

,

_2_

18 =

12 м =

12 000

мм

4 -

/ =

4 -

3

L~~ 3

будет

/п

27E JU

50 • 10* • 1800*

10* =

1,02 см.

27-2,1 • 10» .2,79-

а -

м

кх

N

50 • 10* • 69

120 000

д

2,79

10*

2 ‘

302 • 0,916 = 618 + 433 =

tt~

J y

2 +

F<py

=

1051

кгс/см2;

N

120 000

= 840

кгс/см2;

а* ~

KF<fx

0,696

302 • 0,681

1 +■

.!_____\ = _ L

1

l

302

M B

F

I

2

1 +

Wy

N.

1+618

120 000

:

2 ( ! +

1+ 1,555

) —

1+

0,392 -

0,696.

2

Полученные напряжения

сравниваем с

= 2100

•-J Y

=

1575 кгс/см2.

Сечение Недогружено, причем недогруз

По обеим осям значительно превышает 5% . .

В $том случае

следует уменьшать

площадь

‘

//

/ /

селения, не забывая,

что для

поясов

тол­

/у

//

щина 6П долдсйа быть

не менее 1/30 шири- §

у /

ны к .

Принимаем пояса сечением 450 х

18 мм

,

%

(РНс. 144) и стенку 560 х

12 мм (эти

раз­

18

560

меры соответствуют ГОСТ 82—70 на сталь

широкополосную).

596

Тогда

Рис. 144

F = 2Fn+

=

2 •45 •1,8 + 56 •1,2 = 162 +

67,2 =

229,2

см2;

Jx = 2

яЗ

12

+

=

2

1’8,9453

+

-56

12

=

27 300 +

8 ^

12

:27 310

см4;

____+

2_____

I

OF ( hA 2 -

1’2 ' 5б!>

I

2

45 •1,8*

,

12

^

*

12

'

(

2

j

12

12------ 1"

+ 2 •45 •1,8

=

17 560 +

44 + 135 200 =

152 800

см4;

ix =

Y

^

=

=

=

см;

1260

, , с

ф:

п

10 9

11^»

0,478,

■ ' » - К

4

-

=

/

- W

-

-

^ 6 6 7 -

25,8 см;

229,2

\

^0

1260

49;

ср^ =

0,893.

^

= 1 7 =

25,8

Максимальный прогиб

/шах —

Мв 1*

50 • 10б • 18002

1,87

см.

27E J

~~

2 7 .2,1

•10е •1,53 -

10*

Прогиб несущественно отличается от предыдущего и расчет

по-преж­

нему следует вести по Мв, а не по Мут.

Проверяем

сечение

по

напряжениям

МК

N

_

50

• 105

59,6

120 000

=

976 +

588 =

F<py

“

1,53

10*

2

+

229,2

•0,893

=

1564 кгс/см2, недогруз

<

1%;

N

120 000

=

1624 кгс/см2,

перегруз

» 3 % ,

KFq>x

0,675

•229,2

0,478

что допустимо;

1

\

1 +

976 .

229,2

2

( *

+

1 +

1 ,8 6 )

2

0»675 .

120 000

)

нимальным катетом К = 6 мм ^К тщ> —^ш- = —«р- =

= 6 мм^

0 * я

4584 • 1,8 •45 •

58,3 кгс/см2 Rep — =

х = ,лФrv = —г-F^—

к „

— =

J 2 . К

1,53 .

1 0 5 . 2 . 0 , 6

= 1365 •

=

1020

кгс/см2.

Ребра жесткости стенки. Условная гибкость стенки

is

^ст _

560

= 46,7 < 6 5 ,

~

6СТ “

12

1IN

Конструкция и расчет ба­

зы. Базу

стойки с листовыми

/7*

подкосами

принимаем

по Ти­

- Z

560

пу рис. 137, б. После прици.

дочных расчетов из конструк­

тивных

соображений

назна­

у

чаем

размер опорной пли-щ

530 х 820

X

20 мм.

Расчет­

tc1m

ная

схема

базы показан^

30*45°

рис.

146.

Рассчитываем уеи.

-V

лие в анкерных болтах в $0.

Рис. 145

Рис. 146

не

-пыва

(сх = 410

c# **= 850 мм)

—

~Ь NCi -f- Zc2 — О,

откуда

Z =

М А — N ci

25 • 10е - 120 000 •41

= — 28 400 кгс.

с2

85

450

А-А

Л/зб = nFBo3 =

4 •3,38 •800 =

10 800

кгс.

Собственный

вес стойки G =

7®.

1000

«г 3200 кгс. Проверяем напряже­

710

ния в фундаменте под плитой

580

о = МА

+

т

м ,

+

1290

^Зл°пл

П

N +

N3B+ G

6

25

105

+

55,5тс-п

~Ь

апл^пл

53 •822

+50тс

120 000^-10 800 - ■3200

-26,2тс

-96,2тс

+

~

53

82

= 42 +

30,8 = 72,8

кгс/сма.

Рис. 148

Перегруз

2,8 кгс/см2 составляет

^Ри Толщине 1,2 см

К

-

51’3

=

42,7 см.

.1 J2

1.2

и З и н и м а е м

стенку

из

широкополосной

стали .

^00 мм; б =>= 12 мм и пояса 450х 18 мм (рис. 150): 1_

450

12

+ 2 . J i ^

l + 2 .4 5 . 1,8 (■ * £ )•_

(

■—12

Рис. 150

— 12 500 4 . 43 +

108 500 =

121 000

см4.

Тогда

в опасном сечении

у пояса

стойки,

где М =

3,55 - 10е кгс-см

и Q «

50 000

кгс,

м

h

3,55 •10е

53,6

Ом а= JlL-

_

1,21 •10?

=

785 кгс/см2<

R —

=

1575 кгс/см2;

45

• 1.8 •25,9 ■

50

50

_________ QS

1.2

50 000

max

J6„

— 1,21 - 10? ‘

1.2

** - щ -

2475

850

кгс/см2<

Яср -^- =

1300 •

=

975 кгс/см2.

=

У Верхней

кромки

стенки

Ol-l =

М

3,55 • ю* •50

=

734

кгс/см2;

1,21

105 •

2

Ti_i =

• QS

50 000 •4,5 • 1,8

-2 5 ,9

=

725

кгс/см2;

1,21 •

106 • 1,2

Оэкв =

V Oi_i + 3TI_ I = У 7342 +

3 •7252 =

V 540 000 +

3 •525 000 =

= V 540 000 + 1 545 000 =

У 7.115 000 =

1450

кгс/см2<

< # - ? ! = 2100

0,91.2 =

1575

кгс/см2.

Поясные швы консоли проверяем по напряжениям (сварка ручная,

электрод Э42)

QS

_

50 000 •45 • 1,8 •25,9

_

? 8 0

2

т = J x2 •0,7/С

1,21 • 10б •2 •0,7 •0,8

-

/ои

кгс/см

C V 5 - - 1 2 6 0

0,91.2 = 945 кгс/см2.

Вес стойки: стержня со сплошным сечением в виде двутавра

G, =

Fly =

229,2 • 1796.0,008 =

3290

кгс;

ребер

горизонтальных

(парных

10 шт.

560 х

120 х

8 мм)

G2 =

56 • 12 •0,8 •0,008 •10 •2 =

86 кгс;

базы (плиты 820 X 530 х

20 мм)

G3 =

82 •53 •2 •0,008 =

69,5

кгс;

G6 = 8 (20 •3 6 -----L

- 20 • 10) 8 • 1,2 •0,008 +

2 •3 0 . 5 6

•1,2 •0,008 =

= 47,6 + 32,3 = 79,9 кгс;

плиты и пояса консоли оголовка

Ge =

(150 •45 + 88,2 •45) 1,8 •0,008 =

154,2 кгс;

стенки консоли и всех ребер

G7 = 8 8 ,2 - 5 0 -

1,2-0,008 + 2

56

2 1 ,9 - 1 ,6 - 0 ,0 0 8 +

+

(2 •50 •21,9 -1, 2 +

2

50 • 18 -

1,2) 0,008 =

=

42,3 + 31,3 +

38,4 =

112 кгс;

уголков крепления связей (/ = 410 мм)

Общий

вес

стойки

G8 = 6,2

кгс.

2Gi =

3290 + 86 +

69,5 +

54,2 +

79,9 + 154,2 + 112 +

6,2 =

= 3852

кгс.

В т о р о й в а р и а н т р а с ч е т а к о н с т р у к ц и и с т о й -

к и.

Выбираем составное сечение стойки в виде двух двутавров,

сое­

диняемых планками (рис. 151).

оси х hx =

- н

* |- ■

Габариты поперечного

сечения по

U ---------- ,

, =

700 мм

(см.

начало расчета

первого

варианта),

по оси у

и

10

Кх ■120

1 0

1260

—

лг |

Лу — ^

*

0,39 - 120

См-

По приложению 4 Кх =

0,39. Принимаем k

=

= 360 мм, чему соответствует двутавр

№ Зб? по

Рис.

151

ГОСТ 8239—72 с площадью сечения F0 = 61,9 сма.

При этом

b =

hx —

=

700 — 145 г» 560 мм;

ejv =

41,7

см (см. расчет

первого

варианта);

Р„ =

2it

2

282

23

см.

К

70

По приложению 4 iy =

0,5fr =

0,5 - 56 =

28 см.

Так как ец > pv, то расчет ведем по варианту Б (см. § 3):

Мя = ЛГ (е* +

=

120 000 (41,7 +

== 120 000 - 72,7 ,

=

8 720 000

кгс •см =

87,2

тс

м;

1260 = 45;

qv =

0,905.

28

•/

^лс

87,2 . т

70

ю/1 ппп

л%,4

•'преб =

- f - =

-1575------

Г

= 194 000

см4.

ТО Р

>

J !PVbb

194 000

194 000

= 124 см2.

1

в ^

/ h \г

-(4 -Г " ’(4 )‘

2 •784

по размеру hy, Поэтому берем двутавры № 55 с Fb =

114 см2 (с неко­

торыми недостатками

против

расчетной

площади):

J x, = 55 150 см4,

i*, =

22

см;

J y, =

1350 см4;

iyi =

t„ =

3,44

см.

Расставляем двутавры на b =

560 мм (рис. 152), тогда

F — 2FB=

2 • 114 =

228 см2;

J x =

2J x, =

2 •55 150 =

110 300 см4;

J y = 2J yi +

2FB ( A )2=

2 • 1350 + 2 - 114

=

=

2700 +

178 800 =

181 500 CM4;

ix =

22 CM ;

XX

1260

: 57,3;

<px = 0,868;

22

]/ - i ^228 -

=

l/ 7 9 5 =

28,2

CM;

K

=

Jr

126028,2

=

44,7.

y

ly

Сечение составное, разнос

его мал

«

0,8

м),

поэтому

соединять

ветви рекомендуется планками. В этом случае

определяют по при­

веденной гибкости.

Принимаем

расстояние

между

планками

/в —

= 1200 мм, тогда

3,44120

=

35,

Приведенная

гибкость

= V $ +

*2 = V 44,72+ 352 =

У 2000 + 1225 = ]/3225 = 56,8;

Фр =

0,87.