Проектирование строительства завода цинкования мелкоразмерных конструкций
По табл. 74 СНиП II-23-81 в зависимости
от l
и mef
fe
= 0,2136 .
N/(fe
A)=33575/(0,2136 · 186,81)=841,42353 кгс/см2 r
Ry·gc=2350·1=2350
кгс/см2 (35,80526% от предельного значения) - условие выполнено (формула (51);
п. 5.27 СНиП II-23-81).
Коэффициент:
a
= N/( fe
A Ry·gc)=33575/(0,2136
· 186,81 · 2350 · 1) = 0,35805 .
Гибкость:
l
= lx
=134,1673 .
10) Проверка по условию предельной
гибкости сжатых элементов
По таблице 19 СНиП II-23-81:
Тип элемента - 4. Основные колонны.
Т.к. a
< 0,5:
Коэффициент:
a =0,5
l=134,1673 r180-60·a=180-60·0,5=150
(89,44487% от предельного значения) - условие выполнено
11) Продолжение расчета по п. 5.27 СНиП
II-23-81
Расчет на устойчивость
внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия момента
при изгибе в плоскости наибольшей жесткости, совпадающей с плоскостью симметрии
(Jx>Jy)
Радиус инерции:
iy = ==
10,06427 см .
Гибкость стержня относительно оси y:
ly
= lefy/iy=1163/10,06427 = 115,55731 .
Коэффициент продольного изгиба:
По табл. 72 СНиП II-23-81 в зависимости
от
ly
и Ry
fy
= 0,4601 .
12) Определение коэффициента с для
расчета на устойчивость из плоскости изгиба по формуле (56) п. 5.31
Момент сопротивления для сжатого пояса:
Wc = Wx2 =2850,1 см3 .
Относительный эксцентриситет:
mx = (Mx/N) (A/Wc)=(907800/33575)
· (186,81/2850,1) = 1,77221 .
Тип сечения - открытые.
Т.к. mx r
5:
13) Расчет по п. 5.31 СНиП II-23-81
Т.к. mx > 1:
Коэффициент:
a = 0,65+0,05 mx
=0,65+0,05 · 1,77221 = 0,73861 .
14) Расчет по п. 5.31 СНиП II-23-81
Коэффициент:
lc
= 3,14=3,14 · = 93,86536 .
Т.к. ly=115,5573
> lc=93,86536:
Коэффициент:
По табл. 72 СНиП II-23-81 в зависимости
от lc
и Ry
fc
= 0,59858 .
Коэффициент:
b = == 1,1406 .
Коэффициент:
c = b/(1+a
mx) =1,1406/(1+0,73861 · 1,77221) = 0,49399 (формула (57); п. 5.31
СНиП II-23-81).
15) Продолжение расчета по п. 5.31 СНиП
II-23-81
Коэффициент с не должен превышать cmax,
определяемого в зависимости от коэффициентов:
Коэффициент:
r
= (Jx+Jy)/(A h2)=(56147+18921,9)/(186,81 · 39,42) = 0,25886 .
Коэффициент:
m
= 2+0,156·Jt/(A·h2) ·ly2=2+0,156·93,25/(186,81·39,42)·115,55732
= 2,66985 .
Коэффициент:
d
= 4 r/
m=4 · 0,25886/2,66985 = 0,38783 .
cmax
= 2/(1+d+ =
=2/(1+0,38783+=0,62976 (формула (60); п. 5.31 СНиП II-23-81).
16) Продолжение расчета по п. 5.30 СНиП
II-23-81 N/(c·fy
A)=33575/(0,49399·0,4601·186,81)=790,76149 кгс/см2 r
Ry·gc=2350·1=2350
кгс/см2 (33,64943% от предельного значения) - условие выполнено (формула (56);
п. 5.30 СНиП II-23-81).
Коэффициент:
a
= N/( fy
A Ry · gc)=33575/(0,4601
· 186,81 · 2350 · 1) = 0,16622 .
Принимаем гибкость для проверки
предельной гибкости:
Гибкость:
l = ly
=115,5573 .
17) Проверка по условию предельной
гибкости сжатых элементов
По таблице 19 СНиП II-23-81:
Тип элемента - 4. Основные колонны.
Т.к. a
< 0,5:
Коэффициент:
a =0,5 .
l=115,5573 r
180-60·a
=180-60 · 0,5=150 (77,0382% от предельного значения) - условие выполнено
Расчет колонны К2
Исходные данные:
Геометрические размеры элемента:
- Расчетная длина элемента lefx
= 2326 см;
- Расчетная длина элемента lefy
= 1163 см;
- Длина элемента l = 1163 см;
Нагрузка:
- Нормальная сила N = 69,683 тс = 69,683
/ 0,001 = 69683 кгс;
- Изгибающий момент Mx = 11,006
тс м = 11,006 / 0,00001 = 1100600 кгс см;
- Поперечная сила на одну стенку сечения
Qy = 2 тс = 2 / 0,001 = 2000 кгс;
Физические характеристики:
- Модуль упругости E = 2100000 кгс/см2;
Прочность:
(Вид металла - Фасонный прокат; Сталь и
толщина металла - С235 ; От 2 до 20 мм;):
- Предел текучести стали Ryn
= 2400 кгс/см2;
- Временное сопротивление стали разрыву
Run = 3700 кгс/см2;
- Расчетное сопротивление растяжению,
сжатию, изгибу по пределу текучести Ry = 2350 кгс/см2;
- Расчетное сопротивление растяжению,
сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru = 3600 кгс/см2;
- Расчетное сопротивление стали сдвигу Rs
= 1363 кгс/см2;
Коэффициенты надежности и условия
работы:
- Коэффициент условия работы gc
= 1;
- Коэффициент надежности в расчетах по
временному сопротивлению gu
= 1,3;
Основные характеристики сечений:
(Сечение ветви - из сортамента;
Характеристики сечения - Двутавры колонные с параллельными гранями полок по СТО
АСЧМ 20-93; 40 К1; Сечение - одноветьевое):
Результаты расчета:
1) Расчет на прочность
внецентренно-сжатых или внецетренно-растянутых элементов
Проверка условий выполнения расчета по
формуле ( 49 ):
Т.к. Ry r
5900 кгс/см 2 :
Непосредственное воздействие на элемент
динамических нагрузок - отсутствует.
2) Расчет по п. 5.12 СНиП II-23-81
Ослабления стенки отверстиями -
отсутствуют.
Площадь нетто:
An = A =186,81 см 2 .
Косательные напряжения:
t = Qy Sx/(Jx
t) =
=2000 · 1559,3/(56147 · 1,1) = 50,49408
кгс/см 2 (формула (29); п. 5.12 СНиП II-23-81).
3) Продолжение расчета по п. 5.25 СНиП
II-23-81
Т.к. все или некоторые из следующих
условий:
t/Rs=50,49408/1363=0,03705r0,5
и
N/(An Ry)=69683/(186,81 · 2350)=0,15873 > 0,1
- не выполнены, требуется расчет по
следующим формулам СНиП II-23-81.
Расчет должен быть выполнен по формуле (
50 ).
4) Учет ослаблений сечения
Ослабления рассматриваемого сечения -
отсутствуют.
Изгиб - в одной из главных плоскостей.
N/An+Mx/Wxn1=69683/186,81+1100600/2850,1=759,18
кгс/см2 r
Ry·gc=2350·1=2350
кгс/см2 (32,3055% от предельного значения) - условие выполнено (формула (50);
п. 5.25 СНиП II-23-81).
5) Продолжение расчета по п. 5.25 СНиП
II-23-81
Расчет на устойчивость
внецентренно-сжатых элементов в плоскости действия момента
Тип сечения - сплошностенчатый стержень.
6) Определение гибкости стержня
Радиус инерции:
i = = = 17,33657 см .
Гибкость стержня относительно оси x:
lx
= lefx/i=2326/17,33657 = 134,16725 .
Условная гибкость:
l = lefx/i=2326/17,33657· = 4,48819 .
7) Продолжение расчета по п. 5.27 СНиП
II-23-81
Момент сопротивления для сжатого пояса:
Wc = Wx2 =2850,1
см 3 .
Относительный эксцентриситет:
m = (Mx/N) (A/Wc)=(1100600/69683)
· (186,81/2850,1) = 1,03524
m r
20 (10,05925% от предельного значения) - условие выполнено.
8) Коэффициент влияния формы сечения
Тип сечения по табл. 73 СНиП II-23-85 -
5.
Коэффициент влияния формы сечения:
По табл. 73 СНиП II-23-81
h = 1,35082 .
9) Продолжение расчета по п. 5.27 СНиП
II-23-81
Приведенный относительный
эксцентриситет:
mef = h
m =1,35082 · 1,03524 = 1,39842 (формула (52); п. 5.27 СНиП II-23-81).
Т.к. mef r
20:
Коэффициент:
По табл. 74 СНиП II-23-81 в зависимости
от
l
и mef
fe
= 0,2639 .
N/(fe·A)=69683/(0,2639·186,81)=1413,47239кгс/см2r
Ry·gc=2350·1=2350
кгс/см2 (60,14776% от предельного значения) - условие выполнено (формула (51);
п. 5.27 СНиП II-23-81).
Коэффициент:
a
= N/( fe
A Ry gc)=69683/(0,2639
· 186,81 · 2350 · 1) = 0,60148.
Гибкость:
l = lx
=134,1673 .
10) Проверка по условию предельной
гибкости сжатых элементов
По таблице 19 СНиП II-23-81:
Тип элемента - 4. Основные колонны.
l=134,1673 r
180-60·a
=180-60·0,60148=143,9112 (93,22923% от предельного значения) - условие выполнено
.
11) Продолжение расчета по п. 5.27 СНиП
II-23-81
Расчет на устойчивость
внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия момента
при изгибе в плоскости наибольшей жесткости, совпадающей с плоскостью симметрии
(Jx>Jy)
Радиус инерции:
iy = ==
10,06427 см .
Гибкость стержня относительно оси y:
ly
= lefy/iy=1163/10,06427 = 115,55731 .
Коэффициент продольного изгиба:
По табл. 72 СНиП II-23-81 в зависимости
от ly
и Ry
fy
= 0,4601 .
12) Определение коэффициента с для
расчета на устойчивость из плоскости изгиба по формуле (56) п. 5.31
Момент сопротивления для сжатого пояса:
Wc = Wx2 =2850,1
см 3 .
Относительный эксцентриситет:
mx = (Mx/N) (A/Wc)=(1100600/69683)
· (186,81/2850,1) = 1,03524 .
Тип сечения - открытые.
Т.к. mx r
5:
13) Расчет по п. 5.31 СНиП II-23-81
Т.к. mx > 1:
Коэффициент:
a = 0,65+0,05 mx
=0,65+0,05 · 1,03524 = 0,70176 .
14) Расчет по п. 5.31 СНиП II-23-81
Коэффициент:
lc
= 3,14=3,14 · = 93,86536 .
Т.к. ly=115,5573
> lc=93,86536
:
Коэффициент:
По табл. 72 СНиП II-23-81 в зависимости
от lc
и Ry
fc
= 0,59858 .
Коэффициент:
b = == 1,1406 .
Коэффициент:
c = b/(1+
a
mx ) =
=1,1406/(1+0,75059 · 1,03524) = 0,66065 (формула
(57); п. 5.31 СНиП II-23-81).
15) Продолжение расчета по п. 5.31 СНиП
II-23-81
Коэффициент с не должен превышать cmax,
определяемого в зависимости от коэффициентов:
Коэффициент:
r
= (Jx+Jy)/(A h 2)=(56147+18921,9)/(186,81 · 39,4 2) = 0,25886.
Коэффициент:
m
= 2+0,156 Jt/(A h 2) ly
2=2+0,156 · 93,25/(186,81 · 39,4 2) · 115,5573 2 = 2,66985.
Коэффициент:
d
= 4 r/
m=4 · 0,25886/2,66985 = 0,38783.
cmax
= 2/(1+
d+ =
=2/(1+0,38783+= 0,78602 (формула (60); п. 5.31 СНиП II-23-81).
16) Продолжение расчета по п. 5.30 СНиП
II-23-81
N/(c·fy
A)=69683/(0,66065· 0,4601 · 186,81)=1227,16524 кгс/см2 r
Ry·gc=2350·1=2350
кгс/см2 (39,08079% от предельного значения) - условие выполнено (формула (56);
п. 5.30 СНиП II-23-81).
Коэффициент:
a
= N/( fy
A Ry gc)=69683/(0,4601
· 186,81 · 2350 · 1) = 0,34499.
Принимаем гибкость для проверки
предельной гибкости:
Гибкость:
l =
ly
=115,5573 .
17) Проверка по условию предельной
гибкости сжатых элементов
По таблице 19 СНиП II-23-81:
Тип элемента - 4. Основные колонны.
Т.к. a
< 0,5:
Коэффициент:
a =0,5 .
l=115,5573r180-60·a
=180-60 · 0,5=150 (77,0382% от предельного значения) - условие выполнено .
Расчет колонны К3
Исходные данные:
Геометрические размеры
элемента:
- Расчетная длина
элемента lefx = 1916 см;
- Расчетная длина
элемента lefy = 958 см;
- Длина элемента l =
958 см;
Нагрузка:
- Нормальная сила N 19,17
тс =19,17 / 0,001 = 19170 кгс;
- Изгибающий момент Mx
= 0,979 тс м = 0,979 / 0,00001 = 97900 кгс см;
- Поперечная сила на
одну стенку сечения Qy = 0,5 тс = 0,5 / 0,001 = 500 кгс;
Физические
характеристики:
- Модуль упругости E =
2100000 кгс/см2;
Прочность:
(Вид металла - Фасонный
прокат; Сталь и толщина металла - С235 ; От 2 до 20 мм; ):
- Предел текучести
стали Ryn = 2400 кгс/см2;
- Временное
сопротивление стали разрыву Run = 3700 кгс/см2;
- Расчетное
сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry =
2350 кгс/см2;
- Расчетное
сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru
= 3600 кгс/см2;
- Расчетное
сопротивление стали сдвигу Rs = 1363 кгс/см2;
Коэффициенты надежности
и условия работы:
- Коэффициент условия
работы gc
= 1 ;
- Коэффициент
надежности в расчетах по временному сопротивлению gu
= 1,3 ;
Основные характеристики
сечений:
(Сечение ветви - из
сортамента; Характеристики сечения - Двутавры колонные с параллельными гранями
полок по СТО АСЧМ 20-93; 30 К1; Сечение - одноветьевое):
Результаты расчета:
1) Расчет на прочность
внецентренно-сжатых или внецетренно-растянутых элементов
Проверка условий
выполнения расчета по формуле ( 49 ):
Т.к. Ry r
5900 кгс/см 2 :
Непосредственное
воздействие на элемент динамических нагрузок - отсутствует.
2) Расчет по п. 5.12
СНиП II-23-81
Ослабления стенки
отверстиями - отсутствуют.
Площадь нетто:
An = A
=110,8 см2 .
Касательные напряжения:
t
= Qy Sx/(Jx t) =
=500 · 694,7/(18849 ·
0,9) = 20,47559 кгс/см2 (формула (29); п. 5.12 СНиП II-23-81).
3) Продолжение расчета
по п. 5.25 СНиП II-23-81
Т.к. все или некоторые
из следующих условий:
t/Rs=20,47559/1363=0,01502
r 0,5 и
N/(An Ry)=19170/(110,8 2350)=0,07362 > 0,1
- не выполнены,
требуется расчет по следующим формулам СНиП II-23-81.
Расчет должен быть
выполнен по формуле ( 50 ).
4) Учет ослаблений
сечения
Ослабления
рассматриваемого сечения - отсутствуют.
Изгиб - в одной из
главных плоскостей.
N/An+Mx/Wxn1=19170/110,8+97900/1265,1=250,39963
кгс/см2 r
Ry·gc=2350·1=2350
кгс/см (10,6553% от предельного значения) - условие выполнено (формула (50); п.
5.25 СНиП II-23-81).
5) Продолжение расчета
по п. 5.25 СНиП II-23-81
Расчет на устойчивость
внецентренно-сжатых элементов в плоскости действия момента
Тип сечения -
сплошностенчатый стержень.
6) Определение гибкости
стержня
Радиус инерции:
i = = = 13,0429 см .
Гибкость стержня
относительно оси x:
lx
= lefx/i=1916/13,0429 = 146,89985 .
Условная гибкость:
l
= lefx/i=1916/13,0429 · = 4,91412 .
7) Продолжение расчета
по п. 5.27 СНиП II-23-81
Момент сопротивления
для сжатого пояса:
Wc = Wx2
=1265,1 см3 .
Относительный
эксцентриситет:
m = (Mx/N)
(A/Wc)=(97900/19170) · (110,8/1265,1) = 0,44728 .
m r
20 (2,2364% от предельного значения) - условие выполнено .
8) Коэффициент влияния
формы сечения
Тип сечения по табл. 73
СНиП II-23-85 - 5.
Коэффициент влияния
формы сечения:
По табл. 73 СНиП
II-23-81
h
= 1,30954 .
9) Продолжение расчета по
п. 5.27 СНиП II-23-81
Приведенный
относительный эксцентриситет:
mef = h·m
=1,30954 · 0,44728 = 0,58573 (формула (52); п. 5.27 СНиП II-23-81).
Т.к. mef r
20 :
Коэффициент:
По табл. 74 СНиП
II-23-81 в зависимости от l и mef
fe
= 0,29494 .
N/(fe
A)=19170/(0,29494·110,8)=586,60894 кгс/см2 r
Ry·gc=2350·1=2350
кгс/см2 (24,96208% от предельного значения) - условие выполнено (формула (51);
п. 5.27 СНиП II-23-81).
Коэффициент:
a
= N/( fe
A Ry gc)=19170/(0,29494
· 110,8 · 2350 · 1) = 0,24962 .
Гибкость:
l
=
lx
=146,8999 .
10) Проверка по условию
предельной гибкости сжатых элементов
По таблице 19 СНиП
II-23-81:
Тип элемента - 4.
Основные колонны.
Т.к. a
< 0,5:
Коэффициент:
a
=0,5 .
l=146,8999
r
180-60·a
=180-60 · 0,5=150 (97,93327% от предельного значения) - условие выполнено .
11) Продолжение расчета
по п. 5.27 СНиП II-23-81
Расчет на устойчивость
внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия момента
при изгибе в плоскости наибольшей жесткости, совпадающей с плоскостью симметрии
(Jx>Jy)
Радиус инерции:
iy
= == 7,50505 см .
Гибкость стержня
относительно оси y:
ly
= lefy/iy=958/7,50505 = 127,64738 .
Коэффициент продольного
изгиба:
По табл. 72 СНиП
II-23-81 в зависимости от ly
и Ry
fy
= 0,39213 .
12) Определение
коэффициента с для расчета на устойчивость из плоскости изгиба по формуле (56)
п. 5.31
Момент сопротивления
для сжатого пояса:
Wc = Wx2
=1265,1 см3 .
Относительный
эксцентриситет:
mx = (Mx/N)
(A/Wc)=(97900/19170) · (110,8/1265,1) = 0,44728 .
Тип сечения - открытые.
Т.к. mx r
5:
13) Расчет по п. 5.31
СНиП II-23-81
Т.к. mx r
1 :
Коэффициент:
a
= 0,7 .
14) Расчет по п. 5.31
СНиП II-23-81
Коэффициент:
lc
= 3,14=3,14 · = 93,86536
Т.к. ly=127,6474
> lc=93,86536:
Коэффициент:
По табл. 72 СНиП
II-23-81 в зависимости от lc
и Ry
fc
= 0,59858 .
Коэффициент:
b = == 1,23551 .
Коэффициент
c = b/(1+
a
mx ) =
=1,23551/(1+0,7 · 0,44728)
= 0,94091 (формула (57); п. 5.31 СНиП II-23-81).
15) Продолжение расчета
по п. 5.31 СНиП II-23-81
Коэффициент с не должен
превышать cmax, определяемого в зависимости от коэффициентов:
Коэффициент:
r
= (Jx+Jy)/(A h2)=(18849+6240,9)/(110,8 · 29,8 2) =
0,25499 .
Коэффициент:
m
= 2+0,156 Jt/(A h 2) ly2=2+0,156
· 33,91/(110,8 · 29,82) · 127,64742 = 2,876 .
Коэффициент:
d
= 4 r/
m=4 · 0,25499/2,876 = 0,35465 .
cmax
= 2/(1+
d+ =
=2/(1+0,35465+= 0,94512 (формула (60); п. 5.31
СНиП II-23-81).
16) Продолжение расчета
по п. 5.30 СНиП II-23-81
N/(c·fy
A)=19170/(0,94091 · 0,39213 · 110,8)=468,92588кгс/см2 r
Ry·gc=2350
·1=2350 кгс/см2 (19,95429% от предельного значения) -условие выполнено (формула
(56); п. 5.30 СНиП II-23-81).
Коэффициент:
a
= N/( fy
A Ry gc)=19170/(0,39213
· 110,8 · 2350 · 1) = 0,18775 .
Принимаем гибкость для
проверки предельной гибкости:
Гибкость:
l
= ly
=127,6474 .
17) Проверка по условию
предельной гибкости сжатых элементов
По таблице 19 СНиП
II-23-81:
Тип элемента - 4.
Основные колонны.
Т.к. a
< 0,5 :
Коэффициент:
a
=0,5 .
l=127,6474
r
180-60·a
=180-60 · 0,5=150 (85,09827% от предельного значения) - условие выполнено .
Принимаем сечения колонн:
·
К1
- 40К1 по СТО АСЧМ 20-93;
·
К2
- 40К1 по СТО АСЧМ 20-93;
·
К3
- 30К1 по СТО АСЧМ 20-93;
8.4.2
Расчет консоли колонн.
Расчет
произведен программой Norm CAD.
Рис.
8.19 К расчету консоли колонн К1 иК2.
Расчет сварного
соединения с угловыми швами на одновременное действие продольной и поперечной
сил и момента соединяемого консоль с колонной.
Исходные данные:
Нагрузка:
N
=0 тс = 0/0,001 = 0 кгс; Mx
=11,261 тс м = 11,261 /0,00001 = 1126100 кгс см; My
= 0 тс м = 0 / 0,00001 = 0 кгс см; Mxy
= 0 тс м = 0 /0,00001 = 0 кгс см; Qx
= 0 тс = 0 /0,001 = 0 кгс; Qy
= 25,025 тс = 25,025 /0,001 = 25025 кгс; F
= 0 тс = 0 /0,001 = 0 кгс;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
|