Conceptos básicos de cálculo de estructuras soldadas. Trabajo del curso cálculo y diseño de cerchas soldadas.

La tarea de crear máquinas o mecanismos originales diseñados para realizar funciones nuevas o conocidas, pero de una manera nueva, es bastante rara en la práctica del diseño. En la mayoría de los casos estructura creada representa el resultado del trabajo de diseñadores de varias generaciones. Sin embargo, cada producto de nuevo diseño tiene un elemento de originalidad. La variedad de propósitos, formas y tamaños de estructuras soldadas, así como los avances de la ingeniería y la tecnología, no permiten al diseñador simplemente repetir soluciones listas para usar. Por tanto, el diseño es una tarea creativa que no excluye una razonable continuidad constructiva. Las formas de diseño óptimas son aquellas que cumplen con el propósito de servicio del producto, aseguran un funcionamiento confiable dentro de un recurso determinado y permiten que el producto se fabrique en costos mínimos materiales, mano de obra y tiempo. Estas características definen el concepto de fabricabilidad de un diseño. Además, es necesario que el diseño cumpla con los requisitos de estética técnica. Estos requisitos deben cumplirse en todas las etapas del diseño de la estructura y durante su fabricación.

En la etapa de diseño preliminar, se identifica la posibilidad fundamental de garantizar las propiedades de servicio especificadas del producto. varias opciones diseño constructivo y evaluar su viabilidad tecnológica.

El diseño general del diseño suele estar predeterminado por la experiencia previa en la creación de productos. de este tipo. Por el contrario, la elección de la forma y el tamaño de los elementos estructurales individuales está determinada por los parámetros y características de la máquina en cuestión que se está diseñando. Al diseñar estos elementos, simultáneamente con la elección del material y el método de obtención de los espacios en blanco, el diseñador asigna la ubicación. uniones soldadas, su tipo y método de soldadura. Por lo tanto, los principales problemas de fabricación de estructuras soldadas se resuelven ya en la primera etapa del diseño mediante el uso hábil de las ricas posibilidades de disposición de piezas de trabajo individuales y el uso de las técnicas de fabricación más avanzadas mediante soldadura.

El tecnólogo no puede utilizar eficazmente tecnología avanzada donde el diseño se desarrolla sin tener en cuenta la fabricabilidad. Por lo tanto, en todas las etapas del diseño de una estructura soldada al probar la capacidad de fabricación. soluciones constructivas La participación de tecnólogos en soldadura es obligatoria, lo que se garantiza tanto a través de los departamentos tecnológicos de las oficinas de diseño como mediante la coordinación con el departamento del soldador jefe.

En la etapa de diseño técnico, los diseños de todos los componentes principales y las piezas que requieren más mano de obra generalmente se desarrollan en varias versiones, que luego se comparan en términos de su capacidad de fabricación y confiabilidad operativa. Si es necesario, se realizan cálculos de la intensidad de mano de obra en la fabricación, el consumo de metales y otros indicadores. No siempre es posible encontrar una opción que sea significativamente superior a todas las demás. Luego, la elección se realiza en función del indicador decisivo en este caso.

En la etapa de diseño detallado se lleva a cabo un estudio tecnológico detallado de la opción de diseño adoptada. En primer lugar, se elaboran los dibujos y especificaciones técnicas en piezas grandes, especialmente los suministrados desde el exterior, a continuación planos de todos los componentes y piezas principales y especificaciones técnicas para su fabricación, montaje, instalación y pruebas. Los planos de trabajo se envían al departamento del jefe de soldadura. Aquí, al desarrollar la tecnología de trabajo de la estructura diseñada, se identifican deficiencias, principalmente asociadas con la elección de los materiales (en función de su soldabilidad), los tipos de piezas de trabajo, los tamaños de las costuras y la naturaleza de la preparación de los bordes, los márgenes de mecanizado, las tolerancias de forma y tamaño. y métodos de operaciones de control. Los cambios necesarios, de acuerdo con el diseñador, se realizan en los dibujos y documentación tecnológica antes de que el producto entre en producción. En muchos casos, al crear tipos fundamentalmente nuevos de estructuras soldadas, así como al dominar nuevos materiales o procesos de soldadura, las organizaciones de investigación participan en la solución de los problemas más complejos.

En la etapa de diseño, el trabajo para mejorar la capacidad de fabricación generalmente se lleva a cabo principalmente en tres áreas.

1. Ahorro de metal. La búsqueda de las mejores formas estructurales, la contabilidad más precisa de la naturaleza y los valores de las cargas existentes y el uso de métodos de cálculo refinados permiten al diseñador ahorrar metal al eliminar el exceso de márgenes de seguridad y reducir la masa de metal que se Poco involucrado en el trabajo. Es aconsejable utilizar estructuras de concha en lugar de estructuras de celosía espacial; requisitos alta rigidez satisfacer mediante el uso de láminas delgadas dobladas o onduladas, así como elementos alveolares; Cuando trabaje para la estabilidad longitudinal, utilice elementos tubulares. La elección del metal abre grandes oportunidades para reducir el peso del producto. Los mayores ahorros en metal se pueden obtener utilizando aceros y aleaciones resistentes y de alta resistencia con alta resistencia específica (aluminio, titanio). La reducción del peso del producto también se ve facilitada por el uso de elementos laminados en frío más duraderos en lugar de elementos laminados en caliente. Mediante tratamiento térmico se consigue un aumento de la resistencia y, por tanto, una disminución del peso del producto. Sin embargo, un aumento de la resistencia de un metal suele ir acompañado de un deterioro de su soldabilidad o una disminución de su resistencia a la fractura. Por lo tanto, es aconsejable ahorrar metal aumentando su resistencia solo si se tienen en cuenta estos factores. El uso de materiales compuestos, como los aceros de doble capa, tiene grandes perspectivas.

2. Reducción de la intensidad laboral manufacturera. En este sentido, es importante elegir el tamaño y el método de obtención de las piezas de trabajo, así como los métodos de soldadura. Al elaborar el diagrama estructural y el cálculo aproximado de los tamaños de las secciones, todavía no importa significativamente si la estructura será monolítica o soldada. Surgen problemas directamente relacionados con la soldadura al dividir un producto en piezas de trabajo separadas. Al delinear la ubicación de las uniones soldadas, el diseñador no solo establece la forma y las dimensiones de las piezas de trabajo individuales, sino que también determina en gran medida la solución a una serie de cuestiones tecnológicas y de diseño, como los métodos para obtener piezas de trabajo, tipos de uniones, técnicas de soldadura, etc. Por tanto, la elección de la opción de desmembramiento es muy importante en términos de su influencia en la capacidad de fabricación de la estructura.

Cuando se diseñan productos únicos de gran tamaño y masa, la división suele ser la única solución posible tareas, ya que la potencia insuficiente de los equipos existentes no permite fabricarlos en su totalidad. Al dividir piezas complejas, es aconsejable combinar la simplicidad de las formas de las piezas individuales con una disposición racional de las uniones soldadas. Por ejemplo, hay que moldear una pieza de fundición de acero grande y compleja en el suelo de un taller con mucho trabajo manual. La transición a una versión soldada a partir de pequeñas piezas de fundición simples permite el uso de moldeo a máquina y reduce significativamente la intensidad del trabajo.

A menudo las condiciones de carga varias partes Las estructuras soldadas difieren notablemente. En este caso, es aconsejable elegir materiales y métodos para obtener espacios en blanco, teniendo en cuenta las diferencias en los requisitos para propiedades mecánicas partes separadas.

Al elegir un método de soldadura, el diseñador debe tener en cuenta la soldabilidad del metal de las piezas de trabajo, asignar el tipo de conexiones para garantizar la conveniencia de realizar operaciones de montaje y soldadura. La entrega de productos soldados de gran tamaño al lugar de operación en su conjunto a menudo resulta imposible o poco práctica. En este caso, parte de las operaciones de soldadura se realizan durante la instalación. El enfoque para elegir un método de soldadura y el diseño de juntas para soldadura de fábrica e instalación puede ser diferente. Por lo tanto, las dimensiones de los elementos y la ubicación de las costuras de montaje se determinan simultáneamente con la elección del método de soldadura. La selección de un método de soldadura normalmente implica especificar el tipo de unión soldada, las técnicas de soldadura y el metal de aportación que se utilizará, así como el tratamiento térmico, si es necesario. Estos datos predeterminan las propiedades mecánicas de la junta soldada y los valores de la tensión permitida, que es necesaria para realizar los cálculos de resistencia.

En la etapa de diseño detallado, el diseño de las uniones soldadas se elabora con más detalle. Los dibujos indican la naturaleza del procesamiento de los bordes, las tolerancias dimensionales, teniendo en cuenta los márgenes para el mecanizado posterior del conjunto o producto.

Las cuestiones de precisión y estabilidad dimensional de una estructura, por supuesto, no se limitan a la elección del método de soldadura. Es fundamental tener en cuenta las deformaciones y tensiones de la soldadura y prescribir medidas tecnológicas para prevenirlas y eliminarlas. Este conjunto de cuestiones se resuelve en la etapa de diseño detallado, tanto para justificar los valores de tolerancias y márgenes, como desde el punto de vista de la viabilidad del tratamiento térmico. Muchos productos muy importantes funcionan de manera bastante confiable después de soldar sin ningún tratamiento térmico. Por otro lado, el uso de tratamientos térmicos suele mejorar significativamente las propiedades mecánicas y la estructura de las uniones soldadas, ayudando a aumentar su rendimiento. Un propósito injustificado del tratamiento térmico puede aumentar significativamente la complejidad de fabricar un producto, especialmente en condiciones de producción en masa. Realizar un tratamiento térmico post-soldadura o abandonarlo se decide teniendo en cuenta composición química metal, método de soldadura y metal de aportación, diseño de conexiones y conjuntos, requisitos de propiedades mecánicas, condiciones de operación, etc.

3.Ahorro de tiempo. El mayor ahorro de tiempo se logra en condiciones de producción automatizada continua en producción a gran escala y en masa, cuando todas las operaciones se coordinan en el tiempo y se realizan mediante mecanismos. En consecuencia, al diseñar productos soldados, el diseñador debe garantizar la eficiencia de su fabricación utilizando mecanismos de alto rendimiento y dispositivos automáticos. Sin embargo, la proporción de estructuras soldadas fabricadas en serie y en masa es relativamente pequeña. En la producción a pequeña escala, la tipificación y la normalización permiten utilizar eficazmente métodos de fabricación en línea. Es importante hacer una elección racional del sistema de diseño y sus parámetros dimensionales. La búsqueda de formas y tecnologías de diseño progresivas permite al diseñador limitar el número de tamaños estándar y así aumentar la producción en serie de productos.

Consideremos la solución a estos problemas usando el ejemplo de las armaduras del techo, producción en serie que están obstaculizados Número grande tamaños estándar y muchas costuras cortas y orientadas de manera diferente, así como la necesidad de bordes para soldar una armadura ya ensamblada. Actualmente desarrollado diseño estándar armadura de techo a partir de un número mínimo de piezas (Figura 5, a). Los tamaños estándar se diferencian por las dimensiones de la sección transversal de los elementos, manteniendo sin cambios la longitud de la armadura l=12 m y la altura L=1,5 m. La disposición de tales armaduras permite construir pisos con una luz de más de 12 m (Figura 5). , b). Esto permite aumentar la producción de estas granjas estándar a 400.000 unidades. por año, lo que permite pasar a su producción a gran escala. Además, un número limitado de piezas, su fácil montaje y la posibilidad de utilizar soldadura por contacto por puntos, que no requiere inclinación de la armadura, todo esto permite organizar la producción de armaduras en una línea de producción automática.

Figura 5 – Armadura típica (a); formas posibles su diseño (b)

En el caso de que no sea posible aumentar la producción en serie de un producto y se espere que la fabricación de la estructura se realice en producción a pequeña escala, el diseñador debe seleccionar los tamaños estándar de los componentes y elementos de manera que correspondan a las formas y tamaños. de equipamiento tecnológico normalizado.

Introducción

Por sus altas cualidades técnicas y económicas, las estructuras metálicas se utilizan en todas las industrias. Ampliamente utilizado en la construcción. estructuras metalicas le permite diseñar elementos de construcción prefabricados a partir de estructuras de masa relativamente pequeña, organizar la producción continua en fábricas y su instalación continua de bloques en sitio de construcción, agilizando la puesta en marcha de las instalaciones.

La tarea del diseñador es, sujeto a los requisitos tecnológicos y de otro tipo para el objeto de diseño, crear un diagrama estructural con la selección de parámetros de elementos y conexiones de nodos, proporcionando una ruta simple y confiable para transmitir los flujos de energía. Además, cada elemento estructural, estructura y estructura en su conjunto debe satisfacer un conjunto de condiciones: resistencia, estabilidad, rigidez, durabilidad, mantenibilidad y muchas otras. En combinación con restricciones económicas, estas condiciones son difíciles de implementar. La complejidad del diseño es que la base de conocimientos y base normativa sobre la resistencia eléctrica de una estructura no se basa en los principios de su síntesis, sino en los principios de cálculos de verificación de elementos con fijos. parámetros geométricos y esquemas de funcionamiento idealizados, propiedades de los materiales y condiciones de carga.

1. Datos básicos para el diseño

Diagrama del sitio tecnológico.

Área de construcción: ciudad de Norilsk; -38Spa, (constante) 0,55 kPa, (temporal)10

2. Selección del material principal de soldadura.

.1 Selección de aceros

Construcción de edificio consta de varios elementos, elegiremos un material diferente para cada elemento, en función de los parámetros de temperatura de la zona determinada:

La temperatura del quinquenio más frío en la ciudad de Perm es de 38ºC. Elegimos la tercera categoría de aceros:

a) Pavimentos - chapa - carga estática - grupo 3 - Acero C245.

b) Vigas auxiliares - acero laminado - carga estática - grupo 3 - Acero C245.

c) Viga principal - estructura soldada - carga estática - grupo 2 - Acero C275.

d) Columnas - estructura soldada - carga estática - grupo 3 - Acero C245.

2.2 Elección materiales de soldadura

Consideremos 3 métodos de soldadura:

A) Costuras largas: soldadura automática bajo una capa de fundente (SNiP II-23-81 Tabla 55).

A1) Elijamos flujo - AN-60;

A2) Seleccione el cable - Sv-08GA;

B) Costuras cortas: soldadura mecanizada en gases de protección (SNiP II-23-81 Tabla 55).

B1) Elijamos un gas: dióxido de carbono.

B2) Seleccione el cable - Sv-08G2S;

B) Plataforma de montaje - manual soldadura por arco(Sitio web del fabricante, Sudislav Welding Materials Plant, República Checa, “#"justify">B1) Elijamos el tipo de electrodo: E46;

B2) Elijamos la marca del electrodo - UONI 13/45.

2.3 Evaluamos la soldabilidad

Realicemos cálculos según:

A) Grietas por frío:

C_e=C+Mn/6+Si/24+Cr/5+Ni/40+Cu/13+V/14+P/2; (2.1)

A1) Acero C245:

Se=0,22+0,65/6+0,15/24+0,3/5+0,3/40+0,3/13+0,04/2=0,445;

A2) Acero C275:

Se=0,22+0,65/6+0,15/24+0,3/5+0,3/40+0,3/13+0,04/2=0,445.

Con base en los resultados obtenidos, en base a fisuras en frío basadas en cálculos, podemos decir que los aceros C245 y C275 tienen buena soldabilidad, ya que tienen un coeficiente de carbono inferior a 0,45, por lo que no requieren calentamiento.

B) Grietas calientes:

=(C(S+P+Si/24+Ni/100)10^3)/(3Mn+Cr+Mo+V); (2.2)

B1) Cable Sv-08GA:=(0,1 (0,025+0,030+0,6/24)10^3)/(3*0,95)=2;

B2) Cable Sv-08G2S:=(0,1 (0,025+0,030+0,95/24+0,25/100)10^3)/(3*2,1+0,2)=1,5;

B3) Electrodo E46:=(0,1 (0,030+0,030+0,3/24)10^3)/(3*0,65)=3,7.

Con base en los resultados obtenidos para grietas calientes en la base, podemos decir que los cables Sv-08GA, Sv-08G2S y el electrodo E46 no tienen tendencia a agrietarse por calor, ya que HCS<4.

3. Cálculo de plataformas de acero.

Consideremos dos soluciones de diseño para la jaula de vigas con diferentes pasos de las vigas de la plataforma. Tomemos el paso de las vigas del piso como un múltiplo de la longitud de la viga principal e igual a 1 my 1,6 m.

3.1 Cálculo de un tablero plano sin rigidizadores

La relación entre la luz de la plataforma y su espesor se puede determinar mediante la fórmula aproximada:

norte /t_n =4d/15*(1+(72E_1)/(d^4 q_n)), (3.1)

donde: - luz de la plataforma - espesor de la plataforma. = ln/fn - relación especificada entre la luz de la plataforma y su deflexión máxima = E/(1-2) - módulo de elasticidad en ausencia de deformación transversal.

Calculemos el espesor del pavimento para una luz de 1 m: n=15 /(480*(1+(72*2.2*10^11)/(120^4*10.55*10^3)))=0.004 m .

Calculemos el espesor del piso para una luz de 1,6 m: n=(15*1,6)/(600*(1+(72*2,2*10^11)/(〖150〗^4*10,55* 〖10〗 ^3)))=0,010 m.

Calculemos la fuerza de empuje H:

H=0.25r_r ð^2 (f_u/l_n)^2 E_1 t_n (3.2)

donde g_f=1,1 es el factor de confiabilidad de la carga.

Para un tramo l=1 m:=0,25*1,1*9,87*(0,0083/1)^2*2,2*10^11*0,004=0,16MN.

Para un tramo l=1,6 m:=0,25*1,1*9,87*(0,0106/1,6)^2*2,2*10^11*0,010=0,67MN.

Calculemos el valor del tramo de soldadura de filete.

F=H/((v_f l_w R_wf g_wf g_c)), (3.3)_z=H/((v_z l_w R_wz g_wz g_c)), (3.4)

donde bf y bz son coeficientes con un límite elástico superior a 530 MPa (5400 kgf/cm2) independientemente del tipo de soldadura, la posición de la costura y el diámetro del alambre de soldadura bf = 0,7 y bz = 1; longitud de la costura, tomada menos de su longitud total en 10 mm;, Rwz - resistencia de diseño de soldadura soldaduras de filete para metal de soldadura y metal límite de fusión, respectivamente;_wz=0.45R_un=0.45*370=166.5 MPa, - resistencia estándar de productos laminados;

gwf y gwz - coeficientes de las condiciones de operación de soldadura iguales a 1 en todos los casos, excepto para estructuras erigidas en las regiones climáticas I1, I2, II2 y II3, para las cuales gwf = 1 para metal de soldadura con resistencia estándar Rwun = 410 MPa (4200 kgf/ cm2 ) y rwz = 1 - para todos los aceros;

gs es el coeficiente de condiciones operativas para estructuras, asignado de acuerdo con los requisitos de SNiP para el diseño de estructuras de empresas industriales.

Para luz l=1 m:_f=0,16/((0,7*7,99*200*1*1))=0,000168 m._z=0,16/((1*7,99* 166,5*1*1))=0,000141 m.

Para un claro l=1,6 m:_f=0,67/((0,7*7,99*200*1*1))=0,000704 m._z=0,67/((1*7, 99*166,5*1*1))=0,000592 metro.

Aceptamos el tramo final de la costura de 4 mm para un tramo de 1 my de 5 mm para un tramo de 1,6 m.

4. Cálculo de la viga del tablero.

Carga lineal distribuida uniformemente en la viga.

Normativa: , (4.1)

Calculado: , (4.2)

donde n es el paso de las vigas de la plataforma; gn es la constante estándar (incluido el peso muerto de la viga) y las cargas temporales distribuidas uniformemente, respectivamente, fg son los factores de seguridad de carga para cargas temporales y permanentes, respectivamente;

El diagrama de diseño de la viga principal se toma de acuerdo con el diagrama especificado de la jaula de la viga: una viga de doble voladizo.

0.125ql_n^2, (4.3)=0.5ql_n (4.4)

Para una luz de 1 m:=0,125∙12,9∙8^2=103,2 kNm,=0,5∙12,9∙8=51,6 kN.

Para una luz de 1,6 m:=0,125∙21,49∙8^2=171,92 kNm,=0,5∙21,49∙8=85,96 kN.

Al seleccionar una sección de vigas laminadas según un patrón deformado, en función del valor requerido de la deflexión máxima de la viga, se determina el momento de inercia requerido de la sección de la viga:

5/384∙(q_n∙l^3)/E∙ (4,5)

Determinamos el momento de resistencia requerido de la viga de la plataforma y determinamos el número correspondiente de la viga en I usando la fórmula:

norte =M/(c_1 R_y _c) (4.6)

donde Ry=240 MPa - resistencia de cálculo del acero;

c1 es un coeficiente que tiene en cuenta el desarrollo de deformaciones plásticas a lo largo de la sección, previamente tomado igual a 1,12.

Número de haz: 36 (W=743 cm) 3, I=13380 cm4).

Comprobación del acero para determinar las condiciones de resistencia.

en X =M_x/(W_x∙c)≤R_y (4.7)

Para un claro de 1 m:

y_x=103200/(472∙1)=218,6≤240.

Para una luz de 1,6 m:

y_x=171920/(743∙1)=231,4≤240.

No verificamos la estabilidad de las vigas, ya que la carga se transfiere a través de un piso rígido continuo que descansa continuamente sobre la correa comprimida de la viga y está firmemente conectado a ella. Tampoco es necesario comprobar la estabilidad local de las correas y paredes de las vigas laminadas, ya que está garantizada por el espesor aceptado de los elementos por las condiciones de rodadura.

Verificamos la rigidez de la viga usando la fórmula en la deflexión máxima aceptada de la viga.

Determinamos el consumo de acero por celda de la plataforma de trabajo mediante la fórmula:

Para una luz de 1 m:=16∙8∙7850∙0.004+(16/1+1)∙36.5∙8=5004.2 kg,

Para una luz de 1,6 m:=16∙8∙7850∙0,010+(16/1,6+1)∙48,6∙8=5206,4 kg.

Según el consumo de acero, aceptamos la opción 1 para un mayor desarrollo.

5. Cálculo y diseño de la viga principal.

.1 Determinación de las fuerzas de diseño y finalidad del esquema de diseño.

La carga sobre la viga principal se transfiere desde las vigas del tablero en forma de fuerzas concentradas. Con una disposición suficientemente frecuente de las vigas del tablero (más de cinco por tramo), las fuerzas concentradas, sin una disminución significativa de la precisión, pueden ser reemplazadas por una carga equivalente distribuida uniformemente q.

Regulador:

Estimado:

5.2 Disposición y selección de la sección de la viga.

La altura óptima de la viga, en función de las condiciones de resistencia y consumo mínimo de acero, viene determinada por la fórmula:

donde Wd es el momento resistente requerido de la sección de la viga; es el espesor de la pared es un coeficiente igual a 1,2…1,15 para vigas soldadas de sección constante y 1 para sección variable.

Determinemos los valores máximos del momento flector M y la fuerza cortante Q para cada opción usando las fórmulas:

El momento de resistencia requerido de la sección de la viga está determinado por la fórmula:

Primero determinaremos el espesor de la pared usando la fórmula empírica:

donde h = (1/8…1/15)=1/15*16=1,06 m, - luz de la viga._opt=1,2√(0,0097/0,011)=1,1 m

La altura mínima de la viga, a partir de la condición de garantizar la rigidez, para un esquema de dos voladizos está determinada por la fórmula:

Mín=5/24∙(270∙10^6∙0.9)/(2.06∙10^(1184, "")) √(16^2-4∙4.5^2) (10+0 .55)/(1.1 ∙10+1,2∙0,55)_mín=0,9m

Determinamos el espesor mínimo de pared tw, min a partir de la condición de su operación de corte mediante la fórmula:

donde k=1,5 - cuando solo se incluye la pared en la obra, sin tener en cuenta las correas (soporte de la viga partida mediante una nervadura de soporte - la altura de la pared, que en una primera aproximación se puede tomar igual a hw); = h - (0,04...0,05 ) =1,05 m - resistencia al corte de diseño determinada por la fórmula:

R_s=0,58R_yn/ gramo _metro =0,58 (275∙ 〖10〗^6)/1,025=155,6 MPa (5,10)

donde Ryn=275 MPa es la resistencia estándar de los productos laminados.

Al asignar finalmente el espesor de la pared, es necesario tener en cuenta que la estabilidad local de la pared sin refuerzo adicional con refuerzos longitudinales estará garantizada si

Tomamos el espesor final de la pared como 11 mm, ya que tw=11>7, por lo tanto, la estabilidad local de la pared quedará asegurada sin refuerzo adicional con refuerzos longitudinales.

El área de la sección transversal requerida de los cinturones está determinada por la fórmula:

donde h0 = h - 0,5 (h - hw) = 1,11-0,5 (1,11-1,05) = 1,075 m - la distancia entre los centros de gravedad de los estantes.

A partir del área resultante se determinan la anchura bf y el espesor tf de la correa. Para ello, determinamos el espesor del cinturón tf mediante la fórmula:

Encontremos el ancho del cinturón usando la fórmula:

En elementos de flexión, la relación entre el ancho del voladizo de la cuerda comprimida bf y el espesor tf debe satisfacer la condición:

Dado que se cumple esta condición, las dimensiones seleccionadas de las correas son las adecuadas para nosotros.

Con base en los resultados de la selección de la sección, construimos la sección de la viga:

5.3 Comprobación de la resistencia de la viga

Determinamos el momento de inercia:

Determinamos el momento de resistencia:

Determinamos el momento estático de media sección de la sección de viga aceptada:

Las pruebas de resistencia se llevan a cabo de acuerdo con los requisitos:

Estas condiciones se cumplen.

En este caso, se debe cumplir la siguiente condición:

donde yx son las tensiones normales en el plano medio del muro, paralelas al eje de la viga;

yy - tensiones locales perpendiculares al eje de la viga.

Las tensiones normales en el plano medio del muro, paralelas al eje de la viga, están determinadas por la fórmula:

El cálculo de las tensiones locales perpendiculares al eje de la viga se basa en la condición:

donde hst - altura de la construcción;

H - altura proyectada.

Desde H< hст, следовательно, локальные напряжения уy, перпендикулярные оси балки, определяются по формуле:

donde lef =bf+2tf =0.243+2 × 0,030=0,303 m - longitud condicional de distribución de carga, determinada en función de las condiciones de soporte.

Esta condición se cumple.

5.4 Comprobación de la estabilidad general y rigidez de la viga

No es necesario comprobar la estabilidad de la viga si la relación entre la longitud de diseño de la viga ef y el ancho de la cuerda comprimida bf no excede el valor determinado por la fórmula:

donde izquierda es el claro entre las vigas del tablero.

Para una viga con la relación bf /tf =0,243/0,03=8,1<15, то в формуле (5.28) следует принимать bf /tf =15.

Dado que se cumple esta condición, no es necesario comprobar la estabilidad de la viga.

No es necesario comprobar la flecha de la viga si la altura aceptada h=1,1 (m) de la sección es superior a la mínima hmin=0,9 (m).

5.5 Comprobación de la estabilidad local de los elementos de la viga.

plataforma de soldadura de vigas

Las paredes de la viga deben reforzarse con refuerzos transversales si el valor de la flexibilidad condicional de la pared de la viga es yo w excede 2,2 en presencia de una carga en movimiento sobre la cuerda de la viga.

Para garantizar la estabilidad, la pared de la viga debe reforzarse con refuerzos transversales, ya que el valor de la flexibilidad condicional de la viga es yo w supera 2,2.

La distancia entre los refuerzos transversales principales no debe exceder 2hw=2,1 (m) para w >3,2.

Instalemos los refuerzos:

a=2 (m) - la distancia entre los refuerzos principales - el ancho de la parte que sobresale de la nervadura bh:

Tomamos el ancho de la parte que sobresale de la nervadura bh = 80 (mm) = 0,08 (m - espesor de la nervadura:

Tomamos el espesor de la nervadura ts=6 (mm)=0,006 (m).

No es necesario comprobar la estabilidad del muro de vigas, reforzado con refuerzos transversales, si, cuando se cumple la condición (5.24), flexibilidad condicional la pared w no supera los 2,5.

En este caso, si se cumple la condición (5.24), la flexibilidad condicional del muro w supera el valor de 2,5 y es igual a 3,4, por lo tanto comprobaré la estabilidad del muro.

Comprobación de la estabilidad del alma de la viga.

El cálculo de la estabilidad de las paredes de vigas de sección simétrica, reforzadas únicamente con refuerzos principales transversales, en presencia de tensiones locales, debe realizarse de acuerdo con la fórmula:

уx, cr - tensiones normales críticas en el plano medio de la pared;

fcr - esfuerzo cortante crítico;

yy, cr - tensiones locales críticas.

Las tensiones normales críticas en el plano medio del muro están determinadas por la fórmula:

35,5 - coeficiente para vigas soldadas aceptado según tabla 21 dependiendo del valor del coeficiente.

b =¥ - el coeficiente se toma de acuerdo con la tabla 22. Por tanto d =¥ .

Las tensiones locales críticas están determinadas por la fórmula:

1=83,6 - coeficiente aceptado para vigas soldadas según tabla. 23 dependiendo de la relación a/hef=2/1,05=1,93 y el valor d =¥ ;

yo a es la flexibilidad condicional de la placa, determinada por la fórmula:

Los esfuerzos cortantes críticos están determinados por la fórmula:

metro =a/hw=2/1,05=1,93 - relación entre el lado mayor de la placa y el menor/

Con base en la desigualdad, encontramos que se garantiza la estabilidad de las paredes de vigas de sección simétrica, reforzadas únicamente por refuerzos principales transversales.

Comprobación de la estabilidad local de la cuerda de la viga.

No es necesario comprobar la estabilidad local de la cuerda, ya que al trazar la sección se cumplen los requisitos (5.18).

5.6 Cálculo de costuras de cintura de la viga principal.

Al conectar cordones a la pared con soldaduras de doble cara, al conectar refuerzos transversales en los lugares donde se apoyan las vigas del piso, el tramo mínimo de la costura está determinado por las fórmulas:

0,5×0,0073(1,1-0,03)=0,0039 (m3) - momento estático bruto de la correa;

F=2Qbn - reacción de apoyo de la viga del tablero;

lef =0,2 (m) - longitud condicional de distribución de carga;

Rwf, Rwz: resistencia de cálculo de soldaduras en ángulo para el metal de soldadura y para el metal del límite de fusión, respectivamente;

Rwf=200 MPa - resistencia calculada del metal de las uniones soldadas para el cable Sv-08GA;

bf y bz - coeficientes con un límite elástico superior a 530 MPa (5400 kgf/cm2) independientemente del tipo de soldadura, la posición de la costura y el diámetro del alambre de soldadura bf = 1,1 y bz = 1,15;

Q=864 (kN) - valor máximo de fuerza lateral;

I=0,0054 (m4) - momento de inercia.

Dado que la correa tf = 30 (mm) tiene el mayor espesor al soldar la pared de la viga y la correa, entonces el tramo de soldadura se ajusta a K = 7 (mm).

Literatura

plataforma de soldadura de vigas

1. Estructuras metálicas. En 3 volúmenes T. 1. Elementos de estructuras de acero: Libro de texto. subsidio para constructores. universidades/V.V. Gorev, B.Yu. Uvarov, V.V. Filippov y otros; Ed. V.V. Goreva. - M.: Más alto. escuela, 1997.

15/08/2015 10:07:40. Agregado. Trabajo del curso. Cálculo y diseño de una estructura de varillas soldadas.
El uso generalizado de estructuras metálicas en la construcción permite diseñar elementos prefabricados de edificios y estructuras de tamaño relativamente pequeño...

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