Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчет соединений стальных конструкций по снип II -23-81⇐ ПредыдущаяСтр 58 из 58
Сварные соединения 11.1. Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие следует производить по формуле: (119) где t – наименьшая толщина соединяемых элементов; l w - расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2 t, или полной его длине в случае вывода концов шва за пределы стыка. При расчете сварных стыковых соединений элементов конструкций, рассчитанных согласно п. 5.2, в формуле (119) вместо RWY следует принимать Rwu / γu. Расчет сварных стыковых соединений выполнять не требуется при применении сварочных материалов согласно приложению 2, полном проваре соединяемых элементов и физическом контроле качества растянутых швов. 11.2. Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям (рис. 4.1) Рис. 4.1. Схема расчетных сечений сварного соединения с угловым швом: 1- сечение по металлу шва; 2 - сечение по металлу границы сплавления по металлу шва (сечение 1) N/(βf kf l w)≤ Rwf γwf γc; (120) по металлу границы сплавления (сечение 2) N/(βz kf lw) ≤ Rwz γwz γc, (121) где l w - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм; βf и βz - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см2) - по табл. 34; с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см2) независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки βf =0,7 и βz =1; γwf и γwz - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I1, I2, II2 и II3, для которых γwf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением Rwun = 410 МПа (4200 кгс/см2) и γwz = 0,85 - для всех сталей.
Таблица 34
Примечание. Значения коэффициентов соответствуют нормальным режимам сварки.
Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, в элементах из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см2) следует применять электроды или сварочную проволоку согласно п. 3.4 настоящих норм, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва Rwz должны быть более RwV а при ручной сварке - не менее чем в 1,1 раза превышать расчетные сопротивления срезу по металлу границы сплавления Rwz, но не превышать значений Rwz βя/βf; в элементах из стали с пределом текучести свыше 285 МПа (2900 кгс/см2) допускается применять электроды или сварочную проволоку, для которых выполняется условие Rwz< Rwf ≤Rwβ / βf
Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 3. Расчетные сопротивления стыковых соединений элементов из сталей с разными нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыковых соединений из стали с меньшим значением нормативного сопротивления. Расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами приведены в табл. 56. При выборе электродов или сварочной проволоки следует учитывать группы конструкций и климатические районы, указанные в табл. 55. 11.3. Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует производить по двум сечениям по формулам:
- по металлу шва ; (122)
По металлу границы сплавления ; (123) где Wf – момент сопротивления расчетного сечения по металлу шва; Wz – то же, по металлу границы сплавления. Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения этих швов следует производить по двум сечениям по формулам: по металлу шва (124) по металлу границы сплавления (125) где Jfx и Jfy - моменты инерции расчетного сечения по металлу шва относительно его главных осей; Jzx и J zy - то же, по металлу границы сплавления; х и у - координаты точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, относительно главных осей этого сечения. 11.4. Сварные стыковые соединения, выполненные без физического контроля качества, при одновременном действии в одном и том же сечении нормальных и касательных напряжений следует проверять по формуле (33), в которой значения σх, σу, τxy и Ry следует принимать соответственно: σх = σwx и σу = σwy - нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям; τxy =τwxy -касательное напряжение в сварном соединении; Ry= Rwy. 11.5. При расчете сварных соединений с угловыми швами на одновременное действие продольной и поперечной сил и момента должны быть выполнены условия τ f ≤ Rwfγwfγc и τ z ≤ Rwzγwzγc, (126) где τ f и τ z - напряжения в расчетном сечении соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления, равные геометрическим суммам напряжений, вызываемых продольной и поперечной силами и моментом. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (СНиП II -23-81) Основные положения 12.1. При проектировании стальных конструкций необходимо: - предусматривать связи, обеспечивающие в процессе монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом и его элементов, назначения их в зависимости от основных параметров сооружения и режима его эксплуатации (конструктивной схемы, пролетов, типов кранов и режимов их работы, температурных воздействий и т.п.); - учитывать производственные возможности и мощность технологического и кранового оборудования предприятий изготовителей стальных конструкций, а также подъемно-транспортное и другое оборудование монтажных организаций; - производить разбивку конструкций на отправочные элементы с учетом вида транспорта и габаритов транспортных средств, рационального и экономичного транспортирования конструкций на строительство и выполнения максимального объема работ на предприятии-изготовителе; - использовать возможность фрезерования торцов для мощных сжатых и внецентренно-сжатых элементов (при отсутствии значительных краевых растягивающих напряжений) при наличии соответствующего оборудования на предприятии-изготовителе;
- предусматривать монтажные крепления элементов (устройство монтажных столиков и т.п.); - в болтовых монтажных соединениях применять болты класса точности В и С, а также высокопрочные, при этом в соединениях, воспринимающих значительные вертикальные усилия (креплениях ферм, ригелей и т.п.), следует предусматривать столики; при наличии в соединениях изгибающих моментов следует применять болты класса точности В и С, работающие на растяжение. 12.2. При конструировании стальных сварных конструкций следует исключать возможность вредного влияния остаточных деформаций и напряжений, в том числе сварочных, а также концентрации напряжений, предусматривая соответствующие конструктивные решения (с наиболее равномерным распределением напряжений в элементах и деталях, без входящих углов, резких перепадов сечения и других концентраторов напряжений) и технологические мероприятия (порядок сборки и сварки, предварительный выгиб, механическую обработку соответствующих зон путем строгания, фрезерования, зачистки абразивным кругом и др.). 12.3. В сварных соединениях стальных конструкций следует исключать возможность хрупкого разрушения конструкций в процессе их монтажа и эксплуатации в результате неблагоприятного сочетания следующих факторов: - высоких местных напряжений, вызванных воздействием сосредоточенных нагрузок или деформаций деталей соединений, а также остаточных напряжений; - резких концентраторов напряжений на участках с высокими местными напряжениями и ориентированных поперек направления действующих растягивающих напряжений; - пониженной температуры, при которой данная марка стали в зависимости от ее химического состава, структуры и толщины проката переходит в хрупкое состояние. При конструировании сварных конструкций следует учитывать, что конструкции со сплошной стенкой имеют меньше концентраторов напряжений и менее чувствительны к эксцентриситетам по сравнению с решетчатыми конструкциями. 12.4. Стальные конструкции следует защищать от коррозии в соответствии со СНиП по защите строительных конструкций от коррозии. Защита конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях тропического климата, должна выполняться по ГОСТ 15150-69. 12.5. Конструкции, которые могут подвергаться воздействию расплавленного металла (в виде брызг при разливке металла, при прорыве металла из печей или ковшей), следует защищать облицовкой или ограждающими стенками из огнеупорного кирпича или жароупорного бетона, защищенными от механических повреждений.
Конструкции, подвергающиеся длительному воздействию лучистой или конвекционной теплоты или кратковременному воздействию огня во время аварий тепловых агрегатов, следует защищать подвесными металлическими экранами или футеровкой из кирпича или жароупорного бетона. Сварные соединения 12.6. В конструкциях со сварными соединениями следует: - предусматривать применение высокопроизводительных механизированных способов сварки; - обеспечивать свободный доступ к местам выполнения сварных соединений с учетом выбранного способа и технологии сварки. 12.7. Разделку кромок под сварку следует принимать по ГОСТ 8713-79, ГОСТ 11533-75, ГОСТ 14771-76. ГОСТ 23518-79, ГОСТ 5264-80 и ГОСТ 11534-75. 12.8. Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать с учетом следующих условий: а) катеты угловых швов кf должны быть не более 1,2t, где t- наименьшая толщина соединяемых элементов; б) катеты угловых швов кf следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 38; в) расчетная длина углового сварного шва должна быть не менее 4 кf и не менее 40 мм; г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85βf kf (βf - коэффициент, принимаемый по табл. 34), за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва; д) размер нахлестки должен быть не менее 5 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов; е) соотношения размеров катетов угловых швов следует принимать, как правило, 1:1. При разных толщинах свариваемых элементов допускается принимать швы с неравными катетами, при этом катет, примыкающий к более тонкому элементу, должен соответствовать требованиям п. 12.8, а, а примыкающий к более толстому элементу- требованиям п. 12.8, б; ж) в конструкциях, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки, а также возводимых в климатических районах I1,, I2, II2 и II3, угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу при обосновании расчетом на выносливость или на прочность с учетом хрупкого разрушения. Таблица 38 Минимальные катеты швов kf при толщине более толстого из свариваемых элементов t,мм
Примечания: 1. В конструкциях из стали с пределом текучести свыше 530 МПа (кгс/см2), а также из всех сталей при толщине элементов свыше 80 мм минимальные катеты угловых швов принимаются по специальным техническим условиям.
2. В конструкциях группы 4 минимальные катеты односторонних угловых швов следует уменьшать на 1 мм при толщине свариваемых элементов до 40 мм включ. и на 2 мм — при толщине элементов свыше 40 мм.
12.9*. Для прикрепления ребер жесткости, диафрагм и поясов сварных двутавров по пп. 7.2*, 7.3, 13.12*, 13.26 и конструкций группы 4 допускается применять односторонние угловые швы, катеты которых следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 38*. Применение этих односторонних угловых швов не допускается в конструкциях: - группы I; - эксплуатируемых в среднеагрессивной и сильноагрессивной средах (классификация согласно СНиП по защите строительных конструкций от коррозии); - возводимых в климатических районах I1 Il2 II2 и II3. 12.10.Для расчетных и конструктивных угловых швов в проекте должны быть указаны вид сварки, электроды или сварочная проволока, положение шва при сварке. 12.11.Сварные стыковые соединения листовых деталей следует, как правило, выполнять прямыми с полным проваром и с применением выводимых планок. В монтажных условиях допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва и сварка на остающейся стальной подкладке. 12.12.Применение комбинированных соединений, в которых часть усилия воспринимается сварными швами, а часть—болтами, не допускается. 12.13.Применение прерывистых швов, а также электрозаклепок, выполняемых ручной сваркой с предварительным сверлением отверстий, допускается только в конструкциях группы 4.
Примеры расчета сварных соединений по СНиП II -23-81 Пример 1. Проверить прочность стыкового соединения. Полоса растянута силой N. Физические методы контроля качества сварного соединения отсутствуют. Ось шва наклонена к оси полосы х (см. рис. 4.2) под углом 60°. Материал полосы - сталь С345. Сварка полуавтоматическая, выполняется в среде углекислого газа проволокой Св-08Г2С с применением технологических планок. Нормативное сопротивление металла шва Rwun = 490 Н/мм2 = 49 кН/см2. Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений на растяжение по пределу текучести R wy = 0,85 Ry. Для толщины полосы t = 10 мм Ry. = 33,5 кН/см2. Предельное значение усилия, которое может выдержать полоса в сечении по основному металлу, равно N = Rvbtγc. Коэффициент условия работы γc = 1, ширина полосы b = 300 мм, толщина полосы t = 10 мм. Следовательно, N = 33,5 · 30 · 1 · 1 = 1005 кН. Раскладываем усилие N на составляющие: - усилие, перпендикулярное оси шва (нормальное), Nn = Ns inα = 1005·0,866 = 870,33 кН; - усилие, направленное вдоль оси шва (тангенциальное), N t = N cosα = 1005 · 0,5 = 502,5 кН. Площадь расчетного сечения шва А w = tb / sin α= 1 · 30/0,866 = 34,64 см2. Расчетное сопротивление металла стыкового шва растяжению для стали С345 (без физического контроля качества) Rwv = 0,85 Rv = 0,85 · 33,5 = 28,48 кН/см2. Напряжения σ = N σ / Aw = 870,33/34,64 = 25,12 < R wy = 28,48 кН/см2. Напряжения от сдвигающего усилия τ = Nτ / Aw = 502,5/34,64 = 14,51 кН/см2< R ws = 19,52 кН/см2. Расчетное сопротивление металла стыкового шва сдвигу Rws = RS = 0.58 Run /γm = (0,58 · 34.5//1,025) = 19,52 кН/см2. Стыковой шов, выполненный под углом 60° к оси полосы, удовлетворяет условиям прочности без физического контроля качества. Рис. 4.2. Расчетные схемы стыковых швов: а – на продольную силу; б – на продольную силу стыка с косым швом; в – на изгиб
Пример 2. Рассчитать прикрепление растянутого стержня из стали С345, состоящего из двух равнополочных уголков ┘└ 80x7 мм, к фасонке из такой же стали толщиной t = 12 мм (рис. 4.3). Сварка полуавтоматическая в углекислом газе проволокой Св-08Г2С.
Рис. 4.3. Прикрепление уголков к фасонке: а – равнополочных (равнобоких); б – неравнобоких, соединенных большими полками вместе; в – неравнобоких, соединенных малыми полками вместе; г – соединение уголков с фасонками
Усилие N, проходящее через центр тяжести сечения стержня, равно 700 кН. На один уголок действует N 1 = 0,5 N = 350 кН. Распределяем усилие, приходящееся на один уголок между швами на обушке уголка и на пере. При равнополочных уголках на обушок действует усилие 0,7· N 1 = 0,7 · 350 = 245 кН (усилия распределяются в соотношении, обратно пропорциональном расстояниям от центра тяжести сечения стержня до швов, см. рис. 4.3, г). Усилие на пере 0,3· N 1 = 105 кН. Определяем расчетное сечение соединения. По границе сплавления RwzβZ = 0,45 Run βZ = 1,05 · 0,45 · 47 = 22,21 кН/см2; для фасонки толщиной 12 мм Run = 47 кН/см2. По металлу шва βf Rwf = 0,9 · 21,5 = 19,35 кН/см2. Коэффициенты βf и βZ определяем по табл. 34*СНиП II-23-81*. Расчетное сопротивление Rwf по табл. 56 СНиП равно 21,5 кН/см2; βZ. Rwz = 22,21 > βf Rwf = 19,35. Расчетным сечением является сечение по металлу шва, согласно табл. 38 *СНиП при толщине фасонки t = 12 мм минимальный катет шва kfmin = 6 мм. При толщине уголка 7 мм максимальное значение катета шва kfnim = 0,9 t = 0,9 · 7 = 6,3 мм. Принимаем катеты швов на обушке и пере одинаковыми: kf = 6 мм. Требуемая длина шва на обушке уголка l w1 = 0,7 N 1,/ βf kf Rwf = 245/0,9·0,6·21,5 = 21,1см. Требуемая длина шва на пере уголка lw 2 = 0,3 N 1 / βf kf Rwf = 105/0,9 · 0,6·21,5 = 9,0 см. Предельная расчетная длина должна быть не более 85 βf kf = 85 · 0,9 · 0,6 = 45,9 см = 459 мм > 211 мм. Можно считать, что шов работает равномерно на всей длине. Учитывая непровар и кратер в концевых участках шва, имеем: на обушке l w1+ 1 = 22 см; на пере lw 2 + 1 = 10 см (см. рис. 4.3, г). Как правило, катеты швов на обушке и пере уголков принимаются одинаковыми. Разная величина катетов усложняет изготовление конструкций, так как при этом необходимо менять режим сварки.
Таблица 50* Стали для стальных конструкций зданий и сооружений
Продолжение табл. 50
Таблица 51
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; просмотров: 227; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.133.13.157 (0.133 с.) |