Методические рекомендации по изучению темы

Пример № 1. Проверить прочность и устойчивость верхнего пояса стропильной фермы из двух равнобоких уголков 125х10 из стали С 345. Расчетное сжимающее усилие N=500 кН. Толщина фасонки t_ф=14 мм. Сечение уголков ослаблено отверстиями для болтов диаметром 14 мм. L_геом=380 cм; II класс ответственности здания.

Решение:

Рис.1. Сечение пояса

1. По табл. 51^*[ЛН-5] определяем расчетное сопротивление стали R_y = 230 Мпа = 23,0 кН/см².

2. По табл. 2.11 [Л-2] коэффициент надежности по назначению конструкций γ_n = 0,95.

3. По табл. 6^*[ЛН-5] определяем коэффициент усилий работы элемента γ_с = 0,8 (γ_с = 0,95 – для расчета на устойчивость).

4. По формулам (по сортименту) определяем геометрические характеристики сечения:

а) площадь поперечного сечения брутто

А = А^уг ∙ 2 = 24,3 ∙ 2 = 48,6 см²

б) площадь поперечного сечения нетто

А_n = А –А_о = 48,6 -2 ∙ 1 ∙ 1,4 = 43,8 см²

в) радиус инерции относительно оси Х:

I_x = 3,85 см

г) момент инерции относительно оси У:

I_у = 2(I_{у (табл.)} + А^уг ∙ в²) = (2 + 24,3 ∙ 4,15²) = 1557,01 см⁴

5. Определяем расчетную длину элемента относительно осей Х и У:

по табл. 11[ЛН-5]

6. Гибкость элемента относительно осей Х и У:

7. По максимальному значению гибкости по табл. 72[ЛН-5] коэффициент продольного изгиба φ = 0,565.

8. Проверяем устойчивость элемента:

Устойчивость верхнего пояса обеспечена.

9. Проверяем прочность ослабленного сечения элемента:

Ответ: устойчивость и прочность элемента обеспечены.

Вопросы для самоконтроля

1. Объясните, как проверяется общая устойчивость и прочность при центральном сжатии.

2. Расскажите, как проверяется прочность при центральном растяжении и почему нормируется гибкость растянутых элементов.

3. Назовите, какие напряжения возникают в изгибаемых элементах и как учитывается в расчете каждое из них.

4. Дайте понятие общей и местной устойчивости балки.

5. Объясните, когда можно не проверять общую устойчивость балок.

Литература

Л-2, с. 67-101; ЛД-1, с 31-38; Л-4, с.5-21; ЛН-5, с 9-25

Тема 2.3. Расчет и конструирование соединений элементов стальных конструкций

Общие сведения о соединениях стальных конструкций, их виды. Сварные соединения как основной вид соединения, применяемый при изготовлении и монтаже металлоконструкций. Преимущества и недостатки сварных соединений. Типы электродов, виды сварных соединений и типы сварных швов.

Расчет и конструирование сварных соединений. Расчетное сопротивление сварных швов. Расчет и конструирование соединений встык, внахлестку, комбинированных соединений. Конструктивные требования к сварным соединениям.

Болтовые соединения, область их применения. Особенности работы, расчета и конструирования болтовых соединений.

Методические рекомендации по изучению темы

Пример №1. Определить, какую растягивающую силу N может выдержать прямой стыковой шов, которым сварены два листа шириной 200 мм и толщиной t₁ = 6 мм и t₂ = 10 мм. Сварка ручная с физическим методом контроля качества шва. Листы выполнены из стали С 255. Γ_с = 1,1; γ_n = 1.

Решение:

1. По табл. 51^*[ЛН-5] расчетное сопротивление стали R_y = R_{y min} = 240 Мпа = 24,0 кН/см².

2. При физических способах проверки качества швов расчетное сопротивление сварного стыкового шва при растяжении R_wy = R_y = 240 Мпа = 24,0 кН/см².

3. Расчетная длина стыкового шва:

l_w = l_фак – 2 ∙ t_min = 200 – 2 ∙ 6 = 188 мм (швы варятся без подкладок).

4. Из условия прочности шва

Расчетная растягивающая сила

Ответ: прямой стыковой шов может выдержать расчетную растягивающую силу N = 297 кН;