Расчет и конструирование элементов балочного перекрытия. Степанова Д.С - 35 стр.

UptoLike

69
Для болтового варианта монтажного стыка принимаем болты
диаметром 20 мм, площадью поперечного сечения нетто A
b n
=
2.45 см
2
из стали 40 Хселект ’’ по ГОСТ 22356 - 77
*
, R
bun
= 110 кН / см
2
. Способ обработки соединяемых поверхностей -
газопламенный двух поверхностей без консервации, способ
регулирования усилия натяжения - по моменту закручивания,
диаметр отверстий под болты - 23 мм . Схему монтажного стыка.
Расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом по одной
плоскости трения соединяемых элементов, определяется по
формуле:
Q
b h
= R
b h
* γ
b
* A
b n
*
µ / γ
h
,
где R
b h
= 0,7 * R
bun
R
b h
= 0,7 * 110 = 77 кН / см
2
γ
b
- коэффициент условий работы соединения, при
количестве болтов n > = 10 γ
b
= 1
µ = 0.42 - коэффициент трения , принимаем по
табл. 36 * [1]
γ
h
= 1.12 - коэффициент условий работы,
принимаем по табл. 36* [1]
Q
b h
= 0.7
* 110 * 1.0 * 0.42 / 1.12 = 70.743 кН
Расчет соединения поясов:
Часть изгибающего момента, приходящаяся на пояс:
M
f
= M
с т
* J
f
/ J
x
J
f
= b
f
* t
f
* (h
w
+ t
f)
2
/ 2
J
f
= 65
* 3
* ( 205
+ 3)
2
/ 2 = 4218240 см
4
M
f
= 7375.34 * 4218240
/ 5366923.3 = 5796.79 кНм
Усилие, воспринимаемое поясными накладками
N
f ст =
M
f
/ ( h
w
+ t
f
)N
f ст
=
579679 / ( 205
+ 3
) = 2786.9 кН
Стык проектируем с двумя плоскостями
соединительных накладок: с наружной и внутренней стороны
пояса. Количество высокопрочных болтов
n = N
f ст
/ n
тр *
Q
b h
где n
тр
- количество
плоскостей трения
n = 2786.9 / 70.743 * 2 = 19.7 шт, принимаем
количество болтов с одной стороны стыка пояса равным 20.
Суммарная площадь стыковых накладок по поясу
Σ A
f
= N
f ст
/ R
y
Σ A
f
= 2786.9 / 23 = 121.16 см
2
70
Толщина стыковых накладок по поясу при ширине
наружных накладок 650 мм, ширине внутренних
полунакладок 150 мм
t
s f
= Σ A
f
/ Σ b
s f
t
s f
= 121.16 / ( 65 + 2 * 15 ) = 1.275 см
Принимаем толщину поясных накладок равной 14 мм.
Принимаем количество болтов в поперечном ряду 2, в
крайнем ряду - 10 , расстояние между болтами 80 > 2.5 d
отв
= 57,5 мм, расстояние до края накладки 40 > 1.3 d
отв
= 29.9
мм.
В продольном направлении шаг болтов принимаем
близким к минимальному равным 60 мм, расстояние от
крайнего поперечного ряда болтов до края листа равным 30
мм.
Проверим прочность поясных накладок:
Площадь поперечного сечения накладок, ослабленных
отверстиями под болты A
n
= (65 + 2 * 15)* 1.4 - 2 * 5 * 1.4 *
2.3 = 100.8 < 0.85 * 100.8 = 118.58, поэтому проверку
прочности ослабленного сечения выполняем по условной
площади
A
c
= 1.18 * A
n
A
c
= 1.18 * 100.8 = 118.95 cм
2
Напряжения в поясных накладках
σ = 0,5 * N
f ст
/ A
c
σ = 0,5 * 2786.9 / 118.95 = 11.80 < 23
- прочность стыковых накладок в ослабленном сечении
обеспечена .
Конструирование и расчет соединения стенки
Толщину накладок по стенке t
s w
принимаем равной 12
мм, шаг болтов в вертикальном направлении 125 мм < 12 t
s
w
= 144 мм.
Усилия, приходящиеся на болты крайних
горизонтальных рядов
N
мах
bw
= (M
w
* l
i мах
/ m / Σ l
i
2
)
2
+ ( Q / n
б
)
2
,
где
M
w
= M - M
f
M
w
= 7375.34 - 5796.79 = 1578.55 кНм
l
i мах
= 1625 мм - расстояние между наиболее
удаленными от оси стыка горизонтальными рядами болтов
m = 2 - количество вертикальных рядов болтов
по одну сторону стыка
 Для болтового варианта монтажного стыка принимаем болты                            Толщина стыковых накладок по поясу при ширине
диаметром 20 мм, площадью поперечного сечения нетто A b n =                наружных           накладок      650 мм,           ширине         внутренних
2.45 см 2 из стали 40 Х ’’селект ’’ по ГОСТ 22356 - 77 * , R bun           полунакладок 150 мм
= 110 кН / см 2 . Способ обработки соединяемых поверхностей -              t s f = Σ A f / Σ b s f t s f = 121.16 / ( 65 + 2 * 15 ) = 1.275 см
газопламенный двух поверхностей без консервации, способ                    Принимаем толщину поясных накладок равной 14 мм.
регулирования усилия натяжения - по моменту закручивания,                  Принимаем количество болтов в поперечном ряду 2, в
диаметр отверстий под болты - 23 мм . Схему монтажного стыка.              крайнем ряду - 10 , расстояние между болтами 80 > 2.5 d отв
     Расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом по одной                = 57,5 мм, расстояние до края накладки 40 > 1.3 d отв = 29.9
плоскости трения соединяемых элементов, определяется по                    мм.
формуле:                                                                           В продольном направлении шаг болтов принимаем
                   Q bh = R bh* γ b* A bn * µ / γ h ,                      близким к минимальному равным 60 мм, расстояние от
где R b h = 0,7 * R bun     R b h = 0,7 * 110 = 77 кН / см 2               крайнего поперечного ряда болтов до края листа равным 30
            γ b - коэффициент условий работы соединения, при               мм.
количестве болтов        n > = 10 γ b = 1                                          Проверим прочность поясных накладок:
            µ = 0.42 - коэффициент трения , принимаем по                   Площадь поперечного сечения накладок, ослабленных
табл. 36 * [1]                                                             отверстиями под болты A n = (65 + 2 * 15)* 1.4 - 2 * 5 * 1.4 *
            γ h = 1.12 - коэффициент условий работы,                       2.3 = 100.8 < 0.85 * 100.8 = 118.58, поэтому проверку
принимаем по табл. 36* [1]                                                 прочности ослабленного сечения выполняем по условной
            Q b h = 0.7 * 110 * 1.0 * 0.42 / 1.12 = 70.743 кН              площади
                                                                           A c = 1.18 * A n           A c = 1.18 * 100.8 = 118.95 cм 2
                     Расчет соединения поясов:                                      Напряжения в поясных накладках
       Часть изгибающего момента, приходящаяся на пояс:                    σ = 0,5 * N f ст / A c         σ = 0,5 * 2786.9 / 118.95 = 11.80 < 23
M f = M ст * J f / J x          J f = b f * t f * (h w + t f) 2 / 2        - прочность стыковых накладок в ослабленном сечении
             J f = 65 * 3 * ( 205 + 3) 2 / 2 = 4218240 см 4                обеспечена .
M f = 7375.34 * 4218240 / 5366923.3 = 5796.79 кНм                                   Конструирование и расчет соединения стенки
         Усилие, воспринимаемое поясными накладками                                Толщину накладок по стенке t s w принимаем равной 12
N f ст = M f / ( h w + t f )N f ст = 579679 / ( 205 + 3 ) = 2786.9 кН      мм, шаг болтов в вертикальном направлении 125 мм < 12 t s
         Стык       проектируем          с      двумя        плоскостями   w = 144 мм.
соединительных накладок: с наружной и внутренней стороны                           Усилия,        приходящиеся            на       болты        крайних
пояса. Количество высокопрочных болтов                                     горизонтальных рядов
             n = N f ст / n тр * Q b h где n тр - количество                      N мах bw = √ (M w * l i мах / m / Σ l i2 ) 2 + ( Q / n б) 2 , где
плоскостей трения                                                                        Mw = M - Mf
             n = 2786.9 / 70.743 * 2 = 19.7 шт, принимаем                                M w = 7375.34 - 5796.79 = 1578.55 кНм
количество болтов с одной стороны стыка пояса равным 20.                                 l i мах = 1625 мм - расстояние между наиболее
Суммарная площадь стыковых накладок по поясу                               удаленными от оси стыка горизонтальными рядами болтов
Σ A f = N f ст / R y       Σ A f = 2786.9 / 23 = 121.16 см 2                             m = 2 - количество вертикальных рядов болтов
                                                                           по одну сторону стыка

                                  69                                                                           70