Расчет сварных стыковых соединений, работающих на изгиб

Расчет сварных стыковых соединений, работающих на изгиб
Исходные данные:
Геометрические размеры элемента:
- Расчетная длина элемента lefx = 100 см;
- Расчетная длина элемента lefy = 110 см;
Нагрузка:
- Изгибающий момент Mx = 0,1 тс м = 0,1 / 0,00001 = 10000 кгс см;
- Изгибающий момент My = 0,2 тс м = 0,2 / 0,00001 = 20000 кгс см;
Физические характеристики:
- Модуль сдвига G = 230000 кгс/см2;
- Модуль упругости E = 710000 кгс/см2;
Коэффициенты надежности и условия работы:
- Коэффициент условия работы gc = 1 ;
Основные характеристики сечения:
(Серия VERITUM F50 с усиленнием; F50 22086+F50 81403):
- Высота сечения h = 5 см;
- Ширина сечения b = 8,6 см;
- Толщина стенки t = 0,5 см;
- Толщина полки tf = 0,5 см;
- Площадь A = 16,48 см2;
- Погонная масса m = 4,466 кг/м;
- Момент инерции Jx = 209,78 см4;
- Момент инерции Jy = 82697,2 см4;
- Момент сопротивления нетто Wx1 = 26,5 см3;
- Момент сопротивления нетто Wx2 = 26,5 см3;
- Момент сопротивления нетто Wy1 = 31,4 см3;
- Момент сопротивления нетто Wy2 = 31,4 см3;
- Статический момент Sx = 10,68 см3;
- Момент инерции при кручении Jt = 105,44 см4;
Общие характеристики составных стержней:
- Площадь сечения ветви Ab1 = 16,48 см2;
- Площадь всего стержня A = 32,96 см2;
- Расстояние между осями ветвей b = 100 см;
- Расстояние между узлами крепления решетки или планок к поясам l = 12 см;
- Гибкость всего стержня относительно оси x lx = 39,638 ;
- Гибкость всего стержня относительно оси y ly = 2,196 ;
- Гибкость отдельных ветвей относительно оси 1-1 l1 = 3,9962 ;
Характеристики составных стержней с планками:
(Сечение ветвей - Серия VERITUM F50 с усиленнием; F50 22086+F50 81403; Тип стержня двухветьевой стержень):
- Момент инерции сечения ветвей относительно 1-1 Jb1 = 148,6 см4;
- Момент инерции сечения ветвей относительно 2-2 Jb2 = 104,89 см4;
Характеристики составных стержней с решетками:
(Тип стержня - двухветьевой стержень):
- Площадь сечения раскосов, лежащих в плоскости перпендикулярной оси 1-1 Ad1 = 20 см2;
Характеристики сечения ветви:
- Высота сечения hb = 5 см;
- Ширина сечения bb = 8,6 см;
- Толщина стенки tb = 0,5 см;
- Толщина полки tfb = 0,5 см;
- Площадь сечения Ab = 16,48 см2;
- Момент инерции Jxb = 104,89 см4;
- Момент инерции Jyb = 148,6 см4;
- Момент сопротивления нетто Wx1b = 26,45 см3;
- Момент сопротивления нетто Wx2b = 26,45 см3;
- Момент сопротивления нетто Wy1b = 31,42 см3;
- Момент сопротивления нетто Wy2b = 31,42 см3;
Характеристики сечения сварного соединения:
(Сечение ветви - из сортамента; Характеристики сечения - Серия VERITUM F50 с усиленнием; F50
22086+F50 81403; Сечение - одноветьевое):
- Площадь сечения Aw = 16,48 см2;
- Момент инерции Jwx = 104,89 см4;
- Момент инерции Jwy = 148,6 см4;
- Момент сопротивления Wwx1 = 26,45 см3;
- Момент сопротивления W wx2 = 26,45 см3;
- Момент сопротивления W wy1 = 31,42 см3;
- Момент сопротивления W wy2 = 31,42 см3;
- Координата x точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов,
относительно главных осей x = 4,729472 см;
- Координата y точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов,
относительно главных осей y = 3,965595 см;
Расстояния между болтами:
(Соединение - болтовое; Окаймляющие уголки - отсутствуют; Расположение болтов - Расстояние между
центрами отверстий):
- Расстояние между центрами отверстий болтовых соединений b = 8 см;
Параметры болтового (заклепочного) соединения:
- Наружный диаметр стержня болта d = 1 см;
- Толщина наиболее тонкого наружного элемента в пакете tmin = 0,5 см;
Количество болтов в полустыке:
- Число вертикальных рядов в полустыке k = 3 ;
- Количество болтов в одном вертикальном ряде в полустыке m = 10 ;
Результаты расчета:
1) Расчетное сопротивление сварных соединений и швов
Алюминий - термически упрочняемый.
Шов - стыковой.
Алюминий после сварки соединения - подвержен повторной термической обработке.
Марка алюминия - 1925.
Расчетное сопротивление принимается по табл. 6 R = 1800 кгс/см 2 .
Алюминий системы - Al-Mg-Si.
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу
текучести:
Rw = 0,9 R=0,9 · 1800 = 1620 кгс/см2 .
Шов работает - на сжатие.
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу
текучести:
Rw = Rw =1620 кгс/см2 .
2) Расчет сварных стыковых соединений, работающих на изгиб
Расчетное сопротивление сварных соединений и швов
Расчетное сопротивление принимается по табл. 6 R = 1800 кгс/см 2 .
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу
текучести:
Rw = 0,9 R=0,9 · 1800 = 1620 кгс/см2 .
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу
текучести:
Rw = Rw =1620 кгс/см2 .
3) Продолжение расчета по п. 8.2
Wwx = min(Wwx1 ; Wwx2)=min(26,45;26,45) = 26,45 см3 .
Wwy = min(Wwy1 ; Wwy2)=min(31,42;31,42) = 31,42 см3 .
Расчетная температура - больше 50 и меньше 100 °С.
4) Расчет температурного коэффициента gt при температуре от 51 до 100°C
Температурный коэффициент принимается по табл. 14 gt = 0,9 .
Непрерывное действие нормативной нагрузки - меньше одного года.
5) Продолжение расчета по п. 8.2
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу
текучести:
Rw = gt Rw=0,9 · 1458 = 1458 кгс/см2 .
Изгиб - в двух главных плоскостях.
Напряжения в сварном соединении от изгиба:
sw = Mx/Wwx+My/Wwy=10000/26,45+20000/31,42 = 1014,60907108 кгс/см 2 .
sw=1014,609 кгс/см2 r Rw gc=1458 · 1=1458 кгс/см2 (69,58909465% от предельного значения) условие выполнено .