Расчет усиливаемых металлических элементов


При усилении сжатых элементов увеличением их се­чения (см. рис. 11.2) (без предварительного напряже­ния) расчет осуществляют по следующей схеме.

Определяют начальный прогиб усиливаемого стер­жня в плоскости действия момента:

(11.1)

где еос —Мнн— случайный начальный эксцентриси­тет продольной силы относительно оси х , принимаемый с соответствующим знаком н и Мн — расчетные зна­чения начальной продольной силы и момента); —эйлерова сила для основного стержня (Jос —момент инерции; lx — расчетная длина основного стержня).

При усилении центрально сжатого элемента началь­ный эксцентриситет равен

(11.2)

где —случайный начальный относительный эксцентриситет, определяемый по графику (рис. 11.6); Woc и ρос — момент сопротивления и ядровое расстояние для крайних волокон усиливаемого элемента.

2. При заданной внешней нагрузке определяют воз­можность усиления основного стержня:

(11.3)

где —характеристики усиливаемого элемента; уос — ординаты наиболее удаленных волокон сечения относительно оси хос; тс — коэффициент условий работы; R°с —расчетное сопротивление материала основного стержня; k—0,6 — коэффициент ограничения напряжений при усилении нена­пряженными элемента­ми с применением сварки.

Для центрально сжатых элементов про­верка производится в плоскости максималь­ной гибкости, для внецентренно сжатых — в плоскости действия мо­мента. Если хотя бы одно из условий не вы­полняется, необходима полная разгрузка эле­мента.

 

 


Рис. 11.6. График зависимости слу­чайного начального эксцентриситета

от гибкости

 

3.Определяют прогиб усиленного элемента:

при присоединении элементов усиления к плоским поверхностям

(11.4)

 

при присоединении к вогнутой и выпуклой поверхности

(11.5)

где —сумма моментов инерции элементов усиления относительно их собственных осей, параллельных оси х; Jус — момент инерции усиленного стержня; — эйлерова сила усиленного стержня.

4. Выполняют расчет прикрепления элементов усиле­ния.

Расчет швов на сдвигающие усилия

(11.6)

где Qmax — максимальная поперечная сила; —ста­тистический момент элемента усиления относительно оси х; аω — шаг шпоночного шва.

Минимальная длина прерывистых швов

(11.7)

где α — коэффициент, учитывающий распределение уси­лий между швами элемента усиления; β, Kf, γω, γс — коэффициенты, определяемые по СНиП II-23—81 (п. 11.2); Rω—расчетное сопротивление углового свар­ного шва.

Минимальная длина концевых швов

(11.8)

где (Nh — расчетное усилие в стержне после усиления; — соответственно пло­щади элемента усиления и всего усиленного элемента).

Минимальная толщина сплошных сварных швов

 

(11.9)

5. Определяют остаточный сварочный прогиб

(11.10)

где λ=lef /r — гибкость усиленного стержня в плоскости изгиба (lef — расчетная длина; r — радиус инерции); υx 0,04K2f— объемное укорочение при сварке (Kfкатет шва, см); ni= 1—u·ln(1-ξi)/ln2; (yiрасстояние от центральной оси основного сечения до места наложения i-го шва; u=0,5 при односторонних швах в сжатой зоне се­чения, и= 1,5— то же, в растянутой зоне; и=1—при дву­сторонних швах).

6. Определяют расчетные эксцентриситеты в плоско­сти действия моментов:

(11.11)

7. Проверяют устойчивость усиленного элемента в плоскости действия момента

 

(11.12)

где φе принимается по СНиП II-23—81* в зависимости от условной гибкости усиленного элемента и приве­денного эксцентриситета mef; γc — коэффициент условия работы.

8. Проверяют устойчивость усиленного элемента в процессе сварки.

Площадь сечения элементов усиления центрально сжатых элементов определяют по формуле

(11.13)

где N — усилие в стойке в момент усиления; φос и φус коэффициенты продольного изгиба старого и нового эле­ментов.

При усилении сжатых элементов телескопическими предварительно напряженными трубами условие устой­чивости внутренней сжатой трубы имеет вид

(11.14)

где Аь — площадь сечения трубы; φ*= 1/[1+ (Ko+Kier2il]; e — наружный радиус трубы; l и ri — ее длина и радиус инерции; Ko=fo/l; K1 — определяется из выра­жения λ2= (n=Аbп; Ан — площадь растянутой трубы).

Несущую способность усиленной балки (рис. 11.7)проверяют с учетом пластических деформаций. Напря­жения в крайних волокнах усиленного сечения

(11.15)

Требуемая площадь уси­ливающей детали


(11.16)

Рис. 11.7. Расчетная схема уси­ления балки

При этом должна обес­печиваться общая устой­чивость балки или соблю­даться условие

 

Касательные напряжения в зоне максимального мо­мента не должны превышать 0,3Rs.

Расчет дополнительных сварных швов при усилении швов производят из условия

(11.17)

где Аω — площадь сварных швов до усиления; Rωy — расчетное сопротивление швов на срез; К—коэффици­ент распределения напряжений; — сечение усили­вающих швов; τос — расчетное срезающее напряжение в швах до усиления.

 



Дата добавления: 2016-07-11; просмотров: 2215;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.012 сек.