16. Методика расчета на устойчивость металлических внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых сплошностенчатых элементов постоянного сечения в плоскости действия момента.

Проверка устойчивости внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементов. При приложении сжимающей силы с эксцентрицитетом стержень работает как внецентренно сжатый. При одновременном приложении продольной осевой силы и поперечной нагрузки, вызывающей изгиб, стержень будет сжато-изгибаемым. Хотя в том и в другом случае по сечению развиваются напряжения одинакового вида, вызванные продольной силой и моментом, работа стержня в этих случаях несколько отличается главным образом в предельном состоянии при малых гибкостях. Однако в целях упрощения практических методов расчета (в небольшой запас) сжато-изгибаемые стержни при рассмотрении критического состояния потери устойчивости приравниваются к внецентренно сжатым, имеющим эксцентрицитет e=M/N.

Прочность сплошных колонн постоянного сечения и над крановых частей ступенчатых колонн проверяют по формуле

Где N— расчетное продольное усилие; Мх — расчетный изгибающий момент, действующий в плоскости рамы.

Устойчивость колонны в плоскости действия момента (в плоскости рамы) проверяют по формуле

B

где N— продольная сила, приложенная с эксцентриситетом е =M_х/N; φ_е— коэффициент устойчивости в зависимости от условной гибкости приведенного относительного эксцентриситета

где Wx — момент сопротивления сечения (в случае несимметричного сечения для наиболее сжатого волокна); η — коэффициент влияния формы сечения, который для симметричного двутавра определяется в зависимости от m, λ_x и отношения одной площади полки двутавра к плошади стенки Af/ Aw. Расчет на устойчивость не требуется при m_ef > 20, в этих случаях расчет выполнять только на прочность.

Первоначально сечение можно назначить следующим образом. Высоту сечения колонны назначают с соблюдением технологических ограничении и требований унификации. В первом приближении требуемую площадь находят по формуле

где коэффициент φ_e, определяют ориентировочно/

Далее проверяют устойчивость колонны из плоскости действия момента по формуле

Вопрос 17. Работа и расчет соединений на высокопрочных болтах.

Болтовые соединения широко применяются при монтаже конструк­ций. Их отличают простота выполнения и отсутствие сложного оборудо­вания.

Соединения на высокопрочных болтах рассчитывают в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения высокопрочных болтов. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.

Расчетное усилие Q_bh, воспринимаемое поверхностью трения под одним высокопрочным болтом (рис. 26.2, г), определяют по формуле

Q_bh=R_bhγ_bA_bnη/γ_n

R_bh=0,7R_bun- расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта (принимается по табл. 26.5); η — коэффициент трения, принимае­мый по табл. 26.6; γ_n — коэффициент надежности, принимаемый по табл. 26.6; A_bn — площадь сечения болта нетто (табл. 26.3); γ_b— коэффициент условий работы соединений, принимаемый равным 0,8 при п < 5; 0,9 при 5< п <10и 1при п > 10.

Рис. 26.2. схема работы болтовых соединений: г-работа высокопрочного болта.

Количество п высокопрочных болтов в соединении при действии про­дольной силы определяют по формуле

п =N/ Q_bhk γ_c

где к — количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Натяжение высокопрочного болта следует производить осевым уси­лием

P_b=R_bhA_bn

Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверсти­ями под высокопрочные болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить: при динамических нагрузках — по площа­ди сечения нетто A_n при статических нагрузках — по площади сечения брутто А при А_п>0,85А либо по условной площади A_с=1,18 А_п при A_n <0,85A.