Расчет монтажных устройств на прочность и устойчивость. Расчет изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов
Федеральное агентство по образованию
Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Казанский государственный технологический университет»
Кафедра: Машин и аппаратов химических производств и предприятий строительных материалов
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине: Монтаж и ремонт оборудования
Вариант 17
Выполнил: студент …….. группы
механического факультета
…………………...
Проверил: доц. Вилохин С.С.
Нижнекамск 2011г
Содержание:
1. вопрос 11
Монтажные блоки и полипасты, траверсы, шарнирные устройства, устройства для строповки сосудов и аппаратов.
2. вопрос 27
Расчет монтажных устройств на прочность и устойчивость. Расчет изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов.
3. Вопрос 34
Ремонт насосов, центрифуг, фильтров.
Задача А1.
Задача Б1.
Литература.
Вопрос 11
Монтажные блоки и полипасты, траверсы, шарнирные устройства, устройства для строповки сосудов и аппаратов.
Монтажные блоки, полиспасты.Для подъема или перемещения грузов, для изменения направления движения каната и уменьшения силы, необходимой для подъема груза, применяют блоки. Они состоят из одного или нескольких роликов, вращающихся на оси на подшипниках качения или скольжения, неподвижно установленной в щеках. Блоки оснащают приспособлениями, предохраняющими канат от соскальзывания. Однорольные блоки обычно применяют в качестве отводных, многорольные – для подъема тяжелых грузов.
|
|
|
Для уменьшения тягового усилия, т.е. уменьшения нагрузки на канат и лебедку, применяют полиспасты. Полиспаст (рис. 6) состоит из подвижного 5 и неподвижного 2 блоков, соединенных между собой канатом. Канат последовательно огибает все ролики блоков; один конец его 3 наглухо прикреплен к обойме одного из блоков, а другой 4 (сбегающий) отводится к барабану лебедки.
Рабочие ветви полиспаста – это канаты, на которых подвешен груз. Число рабочих ветвей подсчитывают следующим образом: все ветви полиспаста мысленно перерезают перпендикулярной к ним плоскостью и отбрасывают верхний неподвижный блок; число рабочих ветвей равно числу ветвей, на которых остается висеть подвижный блок. Кратность полиспаста равна числу рабочих ветвей; она показывает, во сколько раз уменьшается нагрузка на канат и лебедку по сравнению с весом поднимаемого груза, т.е. использование полиспаста дает выигрыш в силе за счет уменьшения скорости перемещения груза или увеличения длины каната. Кратность полиспаста можно определить также как общее число роликов в полиспасте без учета отводных и уравновешивающих роликов.
|
|
|
Усилие в сбегающей нитке полиспаста, необходимое для подъема груза весом Q, определяют по формуле
S = 
,
где h - к.п.д. одного ролика (h = 0,96 при установке ролика на подшипниках скольжения; h = 0,98 при установке на подшипниках качения); m – кратность полиспаста.
Траверсы.Траверсы являются важнейшими элементами такелажной оснастки, обеспечивающими безопасное выполнение монтажных работ, особенно при подъеме аппаратов двумя кранами.
Траверсы служат для распределения усилия подъема на несколько точек строповки. Двухлучевая траверса (рис. 7.11,а) позволяет осуществить подвеску аппарата не в одной, а в двух точках, вследствие чего уменьшается прогиб аппарата от собственного веса. Кроме этого, уменьшаются горизонтальные усилия, сжимающие конструкцию, при подъеме аппаратов большой длины. Трехлучевая траверса (рис. 7.11,б) дает возможность осуществлять подвеску цилиндрической обечайки в трех точках. При использовании траверсы сжимающие усилия, возникающие в поднимаемых элементах при наклонном положении стропов, заменяются усилиями, направленными вверх. Это позволяет избежать деформирования поднимаемых элементов.
|
|
|
Балансирные траверсы (рис. 7.11,в) служат для распределения веса аппарата на два крана. Проушинами 3 траверса подвешивается на крюках кранов. Аппарат подвешивается к полуавтоматическому захвату 4, к которому через отводной ролик 5 крепится тяговый тросик. Это позволяет осуществить расстроповку аппарата на высоте. 
Балансирные траверсы (рис. 7.11,г) обеспечивают вертикальное (без перекоса) положение поднимаемого аппарата с помощью двух кранов. Соединение подвески 8 с верхней 7 и нижней 9 траверсами шарнирное. В случае опережения (отставания) одного из полиспастов 6 положение подвески, а главное, нижней траверсы, соединенной с поднимаемым оборудованием, благодаря шарнирам остается неизменным. Траверса может и не иметь средней секции (подвески). Обязательным является наличие шарнира между верхней траверсой, к которой закреплены стропы, идущие к грузовым полиспастам, и нижней траверсой, к которой закреплены стропы, идущие к поднимаемому грузу.
При монтаже колонных аппаратов методом поворота вокруг шарнира аппарат укладывают опорной частью к фундаменту и закрепляют в шарнире (рис. 1). Этот способ монтажа обычно применяется для подъема аппаратов колонного типа, металлических дымовых труб и высотных
|
|
|
Рис.1. Расчетная схема подъема аппарата методом поворота вокруг шарнира
металлоконструкций, располагающихся на невысоких фундаментах (до 2 м), в связи со сложностью установки поворотных шарниров и соединения с ними поднимаемого оборудования на высоте. Подъем методом поворота вокруг шарнира имеет следующие преимущества: а) максимальные нагрузки возникают в такелажной оснастке в начальный момент подъема, что повышает безопасность такелажных работ; б) вес поднимаемого оборудования может значительно превышать грузоподъемность такелажных средств. Подъем аппарата выполняют одной или двумя мачтами; в последнем случае следует применять балансирные траверсы или непрерывно контролировать нагрузки на мачты по показаниям приборов. Приподняв верхний конец аппарата на 100¸200 мм (это положение соответствует максимальным нагрузкам), проверяют надежность такелажной оснастки и грузоподъемных механизмов. Дальнейший подъем выполняют с периодическими остановками через каждые 15¸20°. Перед моментом подхода аппарата к положению неустойчивого равновесия натягивают тормозной канат, который постепенно ослабляют при дальнейшем движении аппарата.
Применение этого способа подъема рекомендуется в том случае, когда высота мачт превышает высоту поднимаемого оборудования. Взаимное расположение мачт и поднимаемого оборудования может быть выполнено по двум вариантам.
Первый вариант.Мачты устанавливаются за поворотным шарниром (рис. 1а). В этом случае оборудование поднимается до нейтрального положения в один этап и далее с помощью тормозной оттяжки плавно опускается на фундамент в проектное вертикальное положение под действием собственной силы тяжести.
Второй вариант. Мачты устанавливаются между поворотным шарниром и центром массы поднимаемого аппарата (рис. 1б). В этом случае оборудование поднимается в два этапа: вначале с помощью мачт на максимально возможный угол, а затем дотягивающей системой до положения неустойчивого равновесия и, наконец, опускается в проектное положение тормозной оттяжкой. При этом варианте снижаются нагрузки на мачты, полиспасты и рабочие ванты по сравнению с первым вариантом. Одиночная мачта при втором варианте устанавливается рядом с поднимаемым аппаратом и наклоняется с расчетом расположения полиспаста в плоскости подъема аппарата.
Особенности этих вариантов являются основой для выбора одного из них.
При выборе места строповки оборудования необходимо исходить из следующих соображений:
а) учитывая в первую очередь соблюдение прочности корпуса аппарата или поднимаемой конструкции от действия собственной силы тяжести, наиболее целесообразным местом строповки (при расположении центра масс посредине поднимаемого аппарата) будет место на расстоянии 2/3 высоты аппарата от его основания;
б) при необходимости снижения нагрузок на такелажную оснастку рекомендуется стропить оборудование ближе к его вершине; при использовании парных мачт строповку оборудования следует выполнять с помощью балансирной траверсы, уравновешивающей нагрузку на оба полиспаста.
Способ строповки и конструкция стропа зависят прежде всего от: – габаритов и прочности поднимаемого элемента; – расположения точек строповки на поднимаемом элементе; – параметров грузоподъемного оборудования; – числа подъемов; – условий подъема-и положения элемента при его подъеме и установке.
Различают стропы гибкой и жесткой конструкции. Гибкие стропы изготовляются из кусков канатов, к ним относятся: универсальный строп; облегченный строп и многоветвевые стропы. Жесткие стропы разделяются на траверсы и жесткие захваты.
Универсальный строп имеет форму замкнутой петли длиной от 8 до 15 ж, изготовляется из каната диаметром 19,5—30 мм и применяется для строповки различных конструкций с увязкой «на удав» или в обхват (рис. 2).
Рис. 2. Универсальный строп и пример его вязки
Соединение концов каната универсального стропа производится заплеткой на длине 40 диаметров каната или на шести сжимах для канатов диаметром до 28 мм и на семи или восьми для канатов большего диаметра. Облегченный строп изготовляется из каната диаметром 12—30 мм с закрепленными по концам крюками или петлями, что упрощает его крепление на поднимаемом грузе. Недостатком этого стропа являются те же неудобства при расстроповке. Крюки или петли в облегченном стропе крепятся с помощью коушей .
Увязка стропа должна обеспечивать требуемое положение груза при подъеме. Стропы крепят к грузу выше центра его тяжести во избежание опрокидывания при подъеме. Узлы и петли должны гарантировать надежность стропа в работе и легкое развязывание при расстроповке.
Для облегчения расстроповки применяют полуавтоматические стропы для подъема колонн и металлических ригелей. Расстроповка в этом случае производится без подъема монтажника к месту увязки.
На рис. 3 показан строп с замком (захватом), применяемый для подъема колонн небольшого веса. Он крепится штырем к колонне, в которой имеется отверстие. Применение такого замка позволяет освобождать его без подъема монтажников наверх. После того как колонна установлена и захват освобожден от ее веса, его снимают путем выдергивания штыря веревкой или тросиком. Инженер С. И. Смаль разработал конструкцию полуавтоматического замка (захвата), расстроповка которого производится также без подъема к месту увязки. Такой замок может быть укреплен на конце стропа. Конструкция его показана на рис. 4. Петля каната в дужке после увязки стропа крепится запорным валом. Освобождение вала производится выдергиванием его с помощью тонкого каната. Пружина предохраняет вал от самопроизвольного выдергивания. Такое устройство замка позволяет монтажнику освобождать груз, находясь на подмостях или на земле.
Применяются также автоматические стропы с дистанционным управлением из кабины стрелового крана (рис. 51). Принцип работы таких стропов аналогичен полуавтоматическим, т. е. расстро-повку производят путем выдергивания вала и освобождения конца стропа. Вал втягивается электромагнитом после включения тока крановщиком. Электромагнит работает при напряжении 180 в, для чего на кране ставят трансформатор. Захваты с дистанционным управлением выпускают для грузов 10 и 20 т.
Многоветвевой строп предназначен для строповки элементов за четыре угла в случаях, предусматривающих определенное положение элементов при его установке (например, лестничный марш). Положение элемента в пространстве обеспечивается разной длиной отдельных стропов.
Применение петель исключает неопределенность в передаче усилий на ветви стропа. При большой жесткости поднимаемого элемента, неодинаковой длине стропов (что обычно бывает) и отсутствии петель элемент повиснет на трех, а в некоторых случаях на двух стропах.
Рис. 3. Захват для подъема колонн а — металлических: б — железобетонных
Это вызовет увеличение нагрузки на строп и дополнительные усилия в элементе, которые могут привести к его повреждению. Закрепление стропов на петлях, которые могут поворачиваться, обеспечивает равномерную передачу нагрузки на все ветви стропов даже при различной их длине. Такой строп может поднимать грузы весом до 10 т.
Рис. 4. Захват инж. С, И. Смаля
а —захват; б —строп; в — пример строповки; 1 — канат; 2 — дужка; 3 – запорный штифт; 4 — веревка; 5 — предохранительная пружина; 6 — инвентарная подкладка
Многоветвевые стропы применяют также при групповых подъемах, например при подъеме нескольких прогонов, ригелей. В этом случае каждый из поднимаемых элементов стропится за одну или две точки.
Двухветвевые стропы обеспечивают определенное распределение усилий в элементах стропа, они применяются для подъема длинномерных элементов при большой высоте подъема монтажного крана и возможности передачи сжимающих усилий на элемент.
Двухветвевой строп (рис. 5) состоит из кольца, подвешиваемого на крюк подъемного механизма. На кольце закреплены концы канатов, на других концах крепятся серьги, крюки или замки (карабины). Такой строп может поднимать грузы весом до 5 т.
Карабин грузоподъемностью 1,25 т (рис. 5) крепится к петлям, предусмотренным в конструкции. Трубка на карабине предохраняет его от самопроизвольного съема.
Угол наклона стропа к вертикали а должен быть по правилам Госгортехнадзора не более 45°. Канаты, применяемые в стропах, рассчитывают с коэффициентом запаса прочности не менее 140 кгс/мм2 по ГОСТ 3071—66 при коэффициенте запаса. Число рабочих ветвей стропов при расчете принято: для схемы III — 3 шт., для схем I и II — по фактическому числу ветвей..
Рис. 5. Двухветвевой строп
О — с карабинами; б — с крюками; 1 — кольцо; 2 —канат; 3 —карабин; 4 — крюк
Приспособление из универсальных стропов
Приспособление из универсальных стропов состоит из траверсы, стропа в виде двух подвесок, образующих одну замкнутую нить, вспомогательного стропа с двумя замками, полуавтоматического устройства для расстроповки и четырех подкладок. Каждый замок стропа изготовляется из двух металлических пластин, располагаемых параллельно друт другу и соединенных пи концам двумя вваренными осями. В одном из замков нижняя ось является частью полуавтоматического устройства. И поэтому не приваривается, а свободно скользит в отверстиях планок. К. полуавтоматическому устройству прикреплен канат, позволяющий выполнять расстроповку конструкции с земли. Захват применяется для строповки колонн массой 5-7 т с подкрановыми консолями.
Фрикционные захваты
Более тяжелые колонны массой до 10 т можно поднимать при помощи фрикционных захватов. Захват состоит из двух тяг и двух вилок, соединенных одна с другой упорами в виде балочек, причем одна из балочек закреплена наглухо, а вторая — при помощи задвижек, позволяющих свободно снимать эту балочку при расстроповке. Захваты подвешены к траверсе на двух канатах.
Фрикционный захват одевается на колонну, лежащую на подкладках в положении «на ребро». После натяжения каната вилочные стяжки прижимают балочки к колонне и за счет трения прочно удерживают ее. Для того чтобы захват не соскальзывал с колонны, его стяжки должны иметь наклон к горизонтальной плоскости всегда меньше 45°. Расстроповка осуществляется после установки и временного закрепления колонны. Грузовой крюк опускают и захват, раздвигаясь под действием собственной массы, скользит вниз. Здесь закрепленная задвижками балочка снимается и захват убирается с колонны. При строповке колонны в обхват за две точки (таким способом .стропят колонны малых сечений и большой высоты) может быть использовано приспособление, состоящее из: траверсы с двумя роликами, расположенными поперек балки, двух стропов, концы которых имеют петли с коушами, двух разрезных и двух цельных скоб. В местах строповки каждый захват составляется из одной цельной и одной разъемной.
При строповке один из захватов устанавливается выше центра тяжести колонны, другой — ниже. Захваты удерживаются на конструкции за счет сил трения, возникающих вследствие прижатия скоб к бетону после натяжения стропов. Оба конца каждого стропа, пропущенного через блок траверсы, крепятся последовательно к верхнему и нижнему захватам, проходят через ролики двух верхних и двух нижних скоб. При правильном размещении захватов относительно центра тяжести колонна при подъеме постепенно поворачивается и принимает вертикальное положение. После установки и временного закрепления колонны крюк крана опускают, обжатие ослабляется и захваты под действием собственной массы сползают вниз к подножию колонны.
Строповка колонн через отверстия
Другим широко распространенным способом является строповка колонн через отверстия, специально устраиваемые в теле элементов при их изготовлении. Отверстие обычно располагается па уровне подкрановой консоли или па 1-1,5 м ниже верха колонны. Диаметр отверстия, для образования которого при бетонировании вставляется обрезок трубы, зависит от размеров пропускаемого в него штыря, который подбирается по расчету.
При строповке через отверстие во всех случаях приспособление состоит из траверсы, двух подвесок из. каната и вставного штыря, выдергивание которого из конструкции осуществляется вручную или при помощи электромотора из кабины крана. Ручная расстроповка может выполняться с навешенной на колонну монтажной лестницы (местная расстроповка) или с земли при помощи каната (дистанционная расстроповка).
Местная расстроповка
При местной расстроповке идущие от траверсы канатовые подвески закрепляются непосредственно на вставном штыре (по концам) при помощи гаек. Установка и снятие штыря выполняются вручную. Для осуществления дистанционной расстроповки вставной штырь снабжается специальной П-образной металлической рамой, которая закрепляется на концах канатовых подвесок. Вставной штырь устанавливается в колонну на земле вручную и вынимается на высоте при помощи простейшего приспособления в виде рычага и куска тонкого каната. В этом случае нагрузка от массы колонны передается через концы штыря на раму, ввиду чего закрепление штыря гайками не производится. Рама захвата изготавливается сварной из листа и кусков швеллерных балок.
Механическая расстроповка
Для механической расстроповки на раме вместо рычага устанавливается электромотор или пневматический цилиндр тормозной камеры автомобиля, при помощи которых выполняется установка в отверстие и вытаскивание из него вставного штыря. Управление этими операциями осуществляется машинистом крана.
Вопрос 27
Расчет монтажных устройств на прочность и устойчивость. Расчет изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов.
1. Прерывающуюся в стыках ненапрягаемую арматуру при определении прочности и устойчивости составных конструкций с сухими, клееными и бетонируемыми стыками в расчётах не учитывают. Положение центра тяжести в сечениях, проходящих через стык, определяют с учетом всей арматуры, в том числе и прерывающейся в них.
2. При расчете нормальных сечений составных конструкций к расчетному сопротивлению бетона на прочность вводят коэффициент условий работы 
,учитывающий снижение прочности составных конструкций, при сухих и клееных стыках (нагружение до отверждения клея) вследствие концентрации напряжения в стыках и возникновения местных силовых полей, а при бетонируемых стыках - вследствие разницы в прочности материала блоков и заполнения стыков.
3. Значение коэффициента условий работы сухого стыка принимают равным 0,9.
4. В фермах при расположении сухих стыков только на торцах сжатых элементов коэффициенты и φ совместно не учитывают. При проверке прочности таких элементов в расчет вводят коэффициент условий работы ,а при проверке устойчивости формы -коэффициент φ.
5. При расчете наклонных сечений составных элементов с сухими стыками на изгибающий момент проверяют как плоские, так и ломаные сечения, частично проходящие через стык (рис. 3).
В расчете по косому сечению допускается учитывать работу только тех прерывающихся в стыке горизонтальных стержней арматуры, которые имеют достаточную длину заделки l.
6. Конструкции с клееными стыками рассчитывают на нагрузки, действующие до отверждения клея, как составные, а на нагрузки, действующие после отверждения клея, - как цельнопролетные (коэффициент условий работы 
).
Рис. 1. Возможные разрезы при проверке прочности составной конструкции по наклонному сечению:
1-анкер обрывающегося пучка; 2-проверяемое сечение; 3-стык; 4- граница сжатой зоны; 5-центр тяжести сжатой зоны
7. Значение коэффициента условий работы 
клееных стыков до отверждения клея при рифленой торцевой поверхности блока принимают равным 0,90 , а при гладкой поверхности, независимо от способа изготовления блоков, - 0,85.
8. Как цельнопролетные рассчитывают следующие конструкции с бетонируемыми плоскими и зубчатыми стыками:
- конструкции, в которых суточные температурные деформации и усадка бетона в период сборки не приводят к возникновению растягивающих напряжений в стыках (например, при навесной сборке конструкций);
- конструкции, имеющие в стыке обычную или напрягаемую арматуру в количестве, достаточном для воспринятая растягивающих температурных и усадочных напряжений, возникающих в стыках в процессе сборки;
- конструкции, при укрупнительной сборке которых принимают специальные меры, предотвращающие образование температурных и усадочных трещин по контакту бетона омоноличиванием с бетоном конструкции (установка стяжек и др.).
9. При расчете конструкций с бетонируемыми стыками на нагрузки, действующие в стадии натяжения арматуры и монтажа, значения коэффициента условий работы , учитывающего разницу в (прочности бетона конструкции и материала заполнения шва, принимают по графику рис. 2.
Рис. 2. Графики зависимости коэффициента условии работы бетонируемого шва от прочности материала, заполняющего шов:
1-шов δ=20-40 мм; 2-шов δ=70 мм; 3-шов δ=200 мми более
Примечание. Значения коэффициента условий работы приведены для элементов сечения толщиной 12 см и более. При толщине менее 12 сми при наличии встыкуемых элементах отверстий для пропуска пучков значение коэффициента условий работы для шва толщиной 20-40 ммпринимают как для шва толщиной 70 мм, а для шва толщиной 70 мм - как для шва толщиной 200 мм.
10. Конструкции, в которых при укрупнительной сборке возможно образование в бетонируемом стыке температурных, усадочных или силовых трещин, рассчитывают как конструкции с сухими стыками.
В стадии натяжения арматуры и монтажа коэффициент условий работы принимают в таких конструкциях по графику (см. рис.2).
11. Прерывающуюся в стыках арматуру при расчете конструкций с бетонируемыми и клееными стыками по косому сечению учитывают так же, как в конструкциях с сухими стыками.
12. Изгибаемые элементы конструкции с сухими, клееными и бетонируемыми плоскими и плоскими с уступом, вертикальными или наклонными стыками проверяют на сдвиг по стыку. Конструкции с зубчатыми сухими, клееными и бетонируемыми стыками на сдвиг по стыку не проверяют.
13. Конструкции с плоскими, плоскими с уступом, сухими и бетонируемыми стыками проверяют на сдвиг по стыку на всех стадиях их работы, при этом конструкции с бетонируемыми стыками - только в том случае, если в них возможно появление усадочных, температурных или силовых трещин.
Плоские и плоские с уступом клееные стыки, напрягаемые до отверждения клея, проверяют на сдвиг только на тех стадиях работы конструкции, когда клей неотвержден. После отверждения клея стыки проверяют на сдвиг только при работе конструкции в стадии эксплуатации.
Примечание. Проверка на сдвиг по стыку после отверждения клея является условной. Цель проверки - обеспечить работоспособность составной клееной конструкции на поперечные силы ч случае потери сцепления клея с бетоном.
14. Стыки проверяют на сдвиг по формуле
Qн ≤ m · μс · Nн ,
где Qн - сдвигающее усилие в стыке от нормативной нагрузки (с учетом динамического коэффициента), кгс;
Nн- прижимающее усилие в стыке (с учетом динамического коэффициента), кгс;
μс - коэффициент трения в стыке;
m - коэффициент условий работы стыка при проверке на сдвиг.
15. Сдвигающее усилие в стыке Qн определяют обычным способом.
При определении прижимающего усилия Nн, которое может быть введено в расчет при проверке стыка на сдвиг, учитывают только нормальное усилие Nнр, передающееся через ребро изгибаемой конструкции. В случае, когда Qн > m · μс · Nнр, допускается учитывать нормальные усилия в прилегающих к ребру участках полок или уширений. Длина вводимых в расчет свесов полок или уширений bпне должна превышать их толщины в месте примыкания к ребру.
16. Коэффициент трения бетона по бетону в сухом стыке независимо от вида поверхности стыкуемых торцов (рифленая, гладкая) и способов изготовления блоков (бетонирование «в торец», изготовление в опалубке со строганными торцами и др.) принимают равным 0,55.
Коэффициент трения в клееном стыке, включаемом в работу до отверждения клея, принимают равным:
при гладкой поверхности стыкуемых торцов - 0,15;
при рифленой поверхности одного из стыкуемых торцов - 0,20;
при рифленой поверхности обоих стыкуемых торцов - 0,30.
17. Коэффициент условий работы т при проверке стыка на сдвиг принимают равным 0,65.
Если при подсчете Nн учитывают не только нормальные усилия в ребре, но и нормальные усилия в полках проверяемого сечения, дополнительно проверяют стык на сдвиг с учетом только нормальных усилий в ребре. Коэффициент условии работы стыка т при этом допускается (принимать равным 0,8.
18. При проверке клееного стыка на сдвиг после отверждения клея коэффициент трения принимают равным 0,55, а коэффициент условий работы стыка т - равным 1,0. Учитывать при определении Nн нормальные усилия, действующие в полках сечения, в этом случае не допускается.
19. Элементы проезжей части с сухими и клееными стыками (до отверждения клея) проверяют на сдвиг по стыку от местных нагрузок, действующих в стадии монтажа и эксплуатации.
Стыки плиты проезжей части проверяют на сдвиг по формуле
Qн ≤ m · μс · Nнп ,
гдe Qн - поперечная сила в плите от действующих нагрузок на участке стыка длиной не менее пяти толщин плиты, кгс;
Nнп - нормальное усилие в плите на рассматриваемом участке стыка от действующих нагрузок, кгс;
μс - коэффициент трения в стыке ;
m - коэффициент условий работы стыка на сдвиг (принимается равным 0,8).
20. Нижнюю плиту составных конструкций при ломаном или криволинейном очертании в вертикальной плоскости проверяют на изгиб в плоскости, перпендикулярной продольной оси плиты.
21. Нормальные напряжения, действующие в стыках составных конструкций, на разных этапах их работы, при расчете по формулам сопротивления упругих материалов подсчитывают общими методами.
Величины нормальных напряжений в сухих, клееных (до отверждения клея) и бетонируемых стыках составных конструкции не должны превышать соответствующих расчетных сопротивлении бетона, умноженных на коэффициент условии работы стыка на проверяемом этапе работы.
Расчет изгибаемых элементов.
1. Расчет изгибаемых элементов, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования , на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле
, (1)
где М - расчетный изгибающий момент;
Rи - расчетное сопротивление изгибу;
Wрас - расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента. Для цельных элементов Wрас = Wнт; для изгибаемых составных элементов на податливых соединениях расчетный момент сопротивления следует принимать равным моменту сопротивления нетто Wнт, умноженному на коэффициент kw; значения kw для элементов, составленных из одинаковых слоев, приведены в табл. 1. При определении Wнт ослабления сечений, расположенные на участке элемента длиной до 200 мм, принимают совмещенными в одном сечении.
Таблица 1
| Обозначение коэффициентов | Число слоев в элементе | Значение коэффициентов для расчета изгибаемых составных элементов при пролетах, м | |||
| 2 | 4 | 6 | 9 и более | ||
| 2 | 0,7 | 0,85 | 0,9 | 0,9 | |
| kw | 3 | 0,6 | 0,8 | 0,85 | 0,9 |
| 10 | 0,4 | 0,7 | 0,8 | 0,85 | |
| 2 | 0,45 | 0,65 | 0,75 | 0,8 | |
| kж | 3 | 0,25 | 0,5 | 0,6 | 0,7 |
| 10 | 0,07 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | |
Примечание. Для промежуточных значений величины пролета и числа слоев коэффициенты определяются интерполяцией.
2. Расчет изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле
, (2)
где Q - расчетная поперечная сила;
Sбр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
Iбр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
bрас - расчетная ширина сечения элемента;
Rск - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе.
3. Количество срезов связей nс, равномерно расставленных в каждом шве составного элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил, должно удовлетворять условию
, (3)
где Т - расчетная несущая способность связи в данном шве;
МА, МВ - изгибающие моменты в начальном А и конечном В сечениях рассматриваемого участка.
Примечание. При наличии в шве связей разной несущей способности, но одинаковых по характеру работы (например, нагелей и гвоздей), несущие способности их следует суммировать.
Расчет сжато-изгибаемых элементов
Сжато-изгибаемые элементы работают одновременно на сжатие и изгиб. Так работают, например, верхние пояса ферм, в которых кроме сжатия действует еще изгиб от междуузловой нагрузки от веса покрытия. В элементах, где сжимающие силы действуют с эксцентриситетом относительно их осей, тоже возникает сжатие с изгибом. Поэтому они называются также вне-центренно сжатыми.
В сечении сжато-изгибаемого элемента действуют продольные сжимающие силы N, от которых возникают равномерные напряжения сжатия и изгибающий момент М, от которого возникают и сжимающие, и растягивающие напряжения, максимальные в крайних волокнах и нулевые на нейтральной оси прямоугольного сечения. Напряжения сжатия складываются, а напряжения сжатия и растяжения вычитаются (рис. 3). Максимальные сжимающие напряжения возникают в крайних волокнах сечения в месте действия максимального изгибающего момента.
|
| Рис. 3. Сжато-изгибаемый элемент: a— схема работы и эпюры изгибающих моментов; б — эпюры нормальных напряжений |
Разрушение сжато-изгибаемого элемента начинается с потери устойчивости сжатых волокон, что обнаруживается появлением складок и повышенными прогибами, после чего элемент ломается. Такое разрушение частично пластично. Поэтому сжато-изгибаемые элементы работают более надежно, чем растянутые, и их
рекомендуется изготовлять из древесины 2-го сорта с расчетными сопротивлениями сжатию Rc= 13 или 15 МПа.
Расчет сжато-изгибаемого элемента производится на действие максимальных продольных сжимающих сил N и изгибающих моментов М от расчетных нагрузок по формуле
где N=М/1, а коэффициент A= 1 — Nk2/(3Q00RCA); Ма — это изгибающий момент с учетом дополнительного изгибающего момента, который возникает в результате прогиба элемента f от внешней нагрузки. При этом сжимающие продольные силы N начинают действовать с эксцентриситетом, равным /, и возникает дополнительный момент М = Nf. Этот дополнительный момент и учитывается коэффициентом, который зависит от продольной силы N, гибкости X расчетного сопротивления сжатию Rr и площади сечения А.
Сжато-изгибаемый элемент должен быть также проверен на прочность и устойчивость только при сжатии продольной силой в направлении из плоскости действия изгибающего момента. Проверки устойчивости плоской формы деформирования цельных сжато-изгибаемых элементов, как правило, не требуется.
Вопрос 34
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 559; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!