Приклади розрахунку
Приклад 8.1
Запроектувати стик двох смуг перетином 400Х Х16 мм із сталі класу С46/33 марки 10Г2С1, що сприймають зусилля N=148 тс на болтах нормальної точності.
Стик проектуємо симетричним на двох накладках перетином 400x10 мм. Приймаємо болти діаметром 22 мм із сталі класу 5.6.
Здатність болта, що несе, з умови зрізу при двох поверхнях зрізу рівна (формула 8.5):
Несуча здатність болта з умови змяття (формула 8.6) становить,
Розрахунковим
є зріз болта, оскільки
.
Кількість болтів з одного боку стику
рівна (формула 8.13):
Приймаються три ряди по п'ять болтів на напівнакладки. Несуча здатність листа, послаблення отворами діаметром 25 мм, дорівнює:
Так як ослаблений отворами лист не може витримати зусилля 148 тс, то приймаємо 13 болтів на напівнакладці, розташованих в шаховому порядку. Несуча здатність ослабленого листа складає
Розміщення болтів показано на рис. 8.2.
Приклад 8.2
Розрахувати з'єднання з прикладу 1.11 на високоміцних болтах діаметром 20 мм із сталі 40Х, =11000 кгс/см2. Поверхня тертя піддається вогневої зачистки. В цьому випадку коефіцієнт тертя дорівнює 0,45 (табл. 8.1).
Несуча
здатність болта (формула 8.7) (
=2,25
см2) при двох поверхнях тертя та силі
натягу
дорівнює
Рисунок 8.2
Необхідна кількість болтів на напівнакладці
Приймаємо 12 болтів (рис. 8.3). Несуча здатність листа, послаблення отворами, становить
Спосіб обробки поверхонь тертя повинен бути зазначений на кресленні.
Приклад 8.3
Розрахувати приєднання куточка L 100x10 із сталі класу С38/23 до фасонке товщиною 12 мм на заклепках. Розрахункове зусилля в поєднанні N = 24 тс. Матеріал заклепок Ст2закл. Отвори - тиск, група С.
В згідно з табл. 8.5 додатка VI Приймаються діаметр отвору рівним 23, а заклепки - 22 мм.
Несуча здатність заклепки з умови зрізу (формула 8.5) дорівнює:
Несуча здатність заклепки з умови змяття (формула 8.6) складає
Розрахунковим є зріз заклепки. Необхідна кількість заклепок в поєднанні (формула 8.8)
Так як з'єднання є несиметричними, збільшуємо кількість заклепок на 10%, тобто =3,61 1,1=3,97 шт. Приймаються чотири заклепки. Конструкція з'єднання показана на рис. 8.3.
Рисунок 8.3
Необхідна
довжина заклепки по формулі (8.16)
дорівнює:
Приймаються
по
ГОСТ
10299-68.
Лабораторна робота № 9 Розрахунок на міцність зварних швів від форми перерізу стикових, не стикових, таврових та кутових з’єднань
Мета роботи: Навчитися проводити розрахунки на міцність зварних швів різних форм
Теоретичні відомості
Зварні з’єднання ділять на: стикові (рис. 9.1), напусткові (рис 9.2), таврові (рис. 9.3).
При проектуванні зварних конструкцій їх міцність визначається на підставі розрахунків, які зводяться до визначення напружень, які виникають в елементах виробу від навантажень.
Є два основні методи розрахунку конструкцій :
1
– за допустимим напруженням умови
міцності мають вигляд
,
де
- напруження в основному перерізі
елемента; [а] - допустимі напруження, які
становлять деяку частину від межі
плинності сталі : [
,
де n
- коефіцієнт запасу міцності - залежить
від низки умов (характеру навантаження,
товщини листів, марки сталі тощо);
- за граничним станом при проектуванні всіх будівельних конструкцій.
Для
металів, які не мають вираженої межі
плинності запас міцності визначають
зі співвідношення межі міцності розриву
до допустимих напружень :
.
Рисунок 9.1 – Стикові з’єднання
Рисунок 9.2 – Напусткові з’єднання
Рисунок 9.3 – Таврові з’єднання
У випадку дії осьового навантаження напруження вираховують за формулою :
,
де Р- осьове зусилля, кгс;
-
площа
поперечного перерізу елементу, см2.
Точніший метод розрахунку конструкцій, який враховує умов роботи, однорідність матеріалу тощо є другий метод розрахунку за граничним станом.
Умови міцності записують у вигляді :
де - розрахункове зусилля, кг;
- площа перерізу, см2;
-
коефіцієнт умов роботи, який враховує
ступінь відповідальності конструкції;
- розрахунковий опір матеріалу, кгс/см ( визначено у будівельних нормах і правилах).
Стикові шви на міцність розраховують за формулою:
де
в
- розрахунковий опір зварних стикових
з’єднань розтягу або стиску.
Максимальне зусилля N для кутових лобових швів
,
де k - катет шва; 1 - довжина шва; Rссв - розрахунковий опір зрізу; 0,7 - коефіцієнт показує, що розрахунок ведеться із врахуванням можливості руйнування шва по гіпотенузі прямокутного трикутника (форма перерізу кутового шва).
Максимальне зусилля N - для кутових флангових швів
Рисунок 9.4 – Навантаження на зварні шви: а-стиковий; б-кутовий лобовий; в-кутовий фланговий;