18.13 При расчете на прочность болтов и фланца, относящихся к наружной зоне, выделяют участ ки фланца, которые рассматривают как Т-образные фланцевые соединения шириной w (см. рис. 34).
Прочность соединения следует считать обеспечен ной, если
N ?? ni Ni + , 147)
где Nj - расчетное усилие на j -й болт наружной зо ны, равное
Nj = min (Nbj, Nfj ); (148)
здесь Nbj - расчетное усилие на j -й болт, опреде ляемое из условия прочности соедине ния по болтам
Nbj = (?? - ?? ?? j lg j?? ) Bp (149)
??, ?? - коэффициенты, принимаемые по табл. 65;
- параметр жесткости болта, определяе мый по формуле
j = ; (150)
bj - расстояние от оси j-го болта до края сварного шва;
wj - ширина j-го участка фланца (см. рис. 34);
t - толщина фланца;
Таблица 65
|
Отношение толщины фланца к диаметру |
Коэффициенты
|
|
|
болта t / d |
?? |
?? |
|
0,83 |
0,336 |
0,207 |
|
1,04 |
0,388 |
0,257 |
|
1,25 |
0,425 |
0,278 |
|
1,46 |
0,470 |
0,270 |
|
1,67 |
0,527 |
0,239 |
Nfj - расчетное усилие на j-й болт, опреде ляемое из условия прочности фланца на изгиб
Nfj = 1,3 , (151)
??j - параметр, определяемый по формуле
??j = , (152)
??j - параметр, определяемый по табл. 66 или из уравнения
1,4 j (??j - 1)3 - + ??j ??j (??j - 1) = 0. (153)
Ry - расчетное сопротивление стали фланца.
Таблица 66
|
Параметр жесткости болта |
Значения ?? при ??, равном |
|||||||||
|
|
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2.4 |
2,7 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
|
0,02 |
3,252 |
2,593 |
2,221 |
1,986 |
1,826 |
1,710 |
1,586 |
1,499 |
1,333 |
1,250 |
|
0,06 |
2,960 |
2,481 |
2,171 |
1,962 |
1,812 |
1,702 |
1,582 |
1,497 |
1,333 |
1,250 |
|
0,1 |
2,782 |
2,398 |
2,130 |
1,939 |
1,799 |
1,694 |
1,578 |
1,494 |
1,332 |
1,249 |
|
0,5 |
2,186 |
2,036 |
1,908 |
1,776 |
1,711 |
1,636 |
1,545 |
1,475 |
1,327 |
1,248 |
|
1,0 |
1,949 |
1,860 |
1,780 |
1,707 |
1,643 |
1,586 |
1,514 |
1,454 |
1,321 |
1,246 |
|
2,0 |
1,757 |
1,704 |
1,653 |
1,607 |
1,564 |
1,524 |
1,470 |
1,424 |
1,312 |
1,242 |
|
3,0 |
1,660 |
1,621 |
1,584 |
1,548 |
1,515 |
1,483 |
1,440 |
1,402 |
1,303 |
1,238 |
|
4,0 |
1,599 |
1,568 |
1,537 |
1,508 |
1,480 |
1,454 |
1,417 |
1,384 |
1,296 |
1,235 |
|
5,0 |
1,555 |
1,529 |
1,503 |
1,478 |
1,454 |
1,431 |
1,399 |
1,370 |
1,289 |
1,232 |
|
6,0 |
1,522 |
1,498 |
1,476 |
1,454 |
1,433 |
1,413 |
1,384 |
1,357 |
1,283 |
1,230 |
|
8,0 |
1,473 |
1,454 |
1,436 |
1,418 |
1,401 |
1,384 |
1,360 |
1,337 |
1,273 |
1,224 |
|
10 |
1,438 |
1,422 |
1,406 |
1,391 |
1,377 |
1,362 |
1,341 |
1,322 |
1,264 |
1,219 |
|
15 |
1,381 |
1,369 |
1,358 |
1,346 |
1,335 |
1,324 |
1,308 |
1,293 |
1,247 |
1,210 |
18.14 Прочность фланцевого соединения на дей ствие местной поперечной силы следует проверять по формуле
Qloc ?? ?? , (154)
где п - число болтов наружной зоны для фланце вых соединений элементов открытого про филя или общее число болтов для соеди нений элементов замкнутого профиля;
Rj - контактные усилия, принимаемые равны ми 0,1Bо для фланцевых соединений эле ментов замкнутого профиля, а для элемен тов открытого профиля, определяемые по формуле
Rj = Bp - 1,2Nbj ; (155)
?? - коэффициент трения соединяемых поверх ностей фланцев, принимаемый в соответст вии с указаниями п. 11.13 СНиП РК 5.04-23-2002.
При отсутствии местной поперечной силы в рас чет вводится условное значение
Qloc = 0,1 ?? N.
18.15 Расчет сварного соединения фланца с про филем следует производить в соответствии с п. 4.10 [38].
18.16 При изготовлении конструкций с фланце выми соединениями сборку элементов следует осу ществлять только в кондукторах.
Сварку фланца и присоединяемого элемента сле дует выполнять механизированным способом, при этом технология сварки должна обеспечивать ми нимальные сварочные деформации фланцев. После выполнения сварки внешние поверхности фланцев должны быть отфрезерованы. Толщина фланцев пос ле фрезеровки должна быть не менее указанной в чертежах КМ или КМД.
Точность изготовления отправочных элементов конструкций с фланцевыми соединениями должна соответствовать следующим требованиям:
- тангенс угла отклонения фрезерованной поверхности фланцев не должен превы шать 0,0007;
- предельные отклонения не должны пре вышать следующих значений, мм:
- зазор между внешней плоскостью фланца и ребром стальной линейки…….………... 0,3;
- смещение фланца от проектного по ложения относительно осей сечения присоединяемого элемента…………………………………………………………………... ± 1,5;
- допускаемое отклонение длины эле мента с фланцевым соединением при проектной длине элемента, м:- св. 4,5 до 9,0……………………………….…………………................ ± 2,0;
- св. 9,0 до 15 ………………………………………………………………………………. ± 2,5.
Калибр диаметром, равным номинальному диа метру болта, должен при контрольной сборке про ходить во все отверстия соединения.
18.17 Предварительное натяжение высокопроч ных болтов при монтажной сборке фланцевых сое динений следует производить закручиванием гаек до значения момента закручивания Мt , определяе мого по формуле
Mt = n k Bo d, (156)
где п - коэффициент, принимаемый равным: при натяжении высокопрочных болтов 1,06;
при контроле усилия натяжения бол тов 1,0;
k - среднее значение коэффициента закручива ния для каждой партии болтов по сертифи кату или принимаемое равным 0,18 при отсутствии таких значений в сертификате;
Bо - усилие предварительного натяжения болтов, определяемое в соответствии с п. 18.2, тc;
d - номинальный диаметр болта, м.
18.18 Контроль усилия натяжения следует осу ществлять во всех установленных высо копрочных болтах тарированными динамометрическими клю чами. Контроль усилия натяжения следует произ водить не ранее чем через 8 ч после выполнения на тяжения всех болтов в соединении.
Контроль следует осуществлять по моменту за кручивания, определяемому в соот ветствии с п. 18.17.
Отклонение фактического момента закручивания от расчетного должно быть от 0 до +10%. Если при контроле обнаружатся болты, не отвечающие этому условию, то усилие натяжения таких болтов должно быть доведено до требуемой величины с последую щим контролем через 6 ч.
18.19 После выполнения монтажной сборки кон струкции отклонения от проектных линейных раз меров и геометрической формы фланцевых соедине ний не должны превышать следующих значений, мм:
- просвет между фланцами или фланцем и полкой колонны после предварительного натяжения высокопрочных болтов по линии стенок и полок профиля…………………....... 0,2;
- то же, по краям фланцев при толщине фланцев, мм:
- до 25. ......................……….………………………………………………………………. 0,6;
- св.25 .......……………….. ………………………………………..................................…1,0;
щуп толщиной 0,1 мм не должен проникать в зо ну радиусом 40 мм от оси болта.
19 ПОДБОР СЕЧЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ, СЖАТО-ИЗГИБАЕМЫХ И ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
19.1 Общие положения
19.1.1 Подбор поперечных сечений стальных эле ментов обычно выполняется в три этапа:
- первый - предварительный расчет, выявляющий ориентировочные параметры элементов сечения;
- второй - компоновка сечения и вычисление его геометрических характеристик;
- третий - поверочный расчет сечения элемента и уточнение его параметров.
19.1.2 Основным этапом, определяющим качество всего расчета, является первый. От него зависит, насколько эффективным будет окончательно приня тое сечение элемента и какова трудоемкость расче та. Значение первого этапа подбора сечения возрос ло в связи со строгими требованиями к качеству расчета, предъявляемыми СНиП РК 5.04-23-2002. Предвари тельный расчет должен позволять производить за один раз компоновку сечения при обеспечении всех нормативных требований. Его можно выполнять при двух условиях, предъявляемых к габаритам сечения:
- первом - габариты могут быть заданы или приня ты из конструктивных соображений;
- втором - габариты должны быть определены из критериев оптимальности.
При первом условии расчет выполняется обыч ным порядком исходя из ориентировочных зависи мостей расчетных параметров от размеров сечения;
при втором - с использованием прямого метода подбора сечения, позволяющего наиболее просто по лучить оптимальное решение, под которым обычно понимают достижение минимума массы или стои мости элемента.
19.1.3 Второй этап подбора выполняется с целью увязки расчетных параметров с дейст вительными размерами элементов составного сечения в соответ ствии с требованиями констру ирования и факти ческими размерами элементов, указанными в сор таменте. Этот этап является, как правило, вспомо гательным, не определяющим размеры поперечного сечения, а лишь вносящим некоторую корректиров ку, учитывающую реальное проектирование.
19.1.4 Третий этап - завершение подбора сечения поверочным расчетом в соответствии с требованиями СНиП РК 5.04-23-2002. При необходимости на этом эта пе производится несу щест венное уточнение парамет ров и характеристик сечения, не вызывающих необ ходимость перерасчета.
19.1.5 При конструировании колонн с поперечно и продольно гофрированными стенками в оголовках, базах, а также в местах приложения значительных по величине нагрузок, следует делать вставки из плоских листов, толщина которых подбирается по расчету. Вставки сверху и снизу подкрепляются диафрагмами из плоских листов.
19.2 Центрально-сжатые элементы
19.2.1 Требуемая площадь поперечного сечения А при заданных габаритах определяется по фор муле (7) СНиП РК 5.04-23-2002:
А = . (157)
Коэффициент продольного изгиба ?? при ?? 4,0 рекомендуется определять из выражения ?? = k (0,95 - 0,035 ), где коэффициент k принимается по табл. 67. Для предварительного расчета при ?? 3,5 k может быть принят равным единице.
Таблица 67
|
Ry, |
Значения k при , равной |
|||||||
|
МПа |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
|
210 |
1,037 |
1,019 |
1,006 |
1,000 |
1,003 |
0,982 |
1,004 |
1,112 |
|
290 |
1,038 |
1,021 |
1,010 |
1,006 |
1,014 |
0,994 |
1,015 |
1,120 |
|
380 |
1,039 |
1,024 |
1,015 |
1,015 |
1,027 |
1,006 |
1,027 |
1,128 |
|
530 |
1,040 |
1,028 |
1,023 |
1,028 |
1,048 |
1,028 |
1,047 |
1,142 |
При ?? 4,0 ?? = , т.е. для предварительных расчетов допускается расширить диапа зон использования выражения (10) СНиП РК 5.04-23-2002 с погрешностью до 1 % при = 4,0 - 4,5.
Условная гибкость стержня = (где ) может быть определена с использованием приближенных значений радиусов инерции сечений относительно главных осей iх, iy, принимаемых по табл. 68 (х - горизонтальная, у - вертикальная оси).
Для сквозных стержней при вычислении от носительно свободной оси вместо ?? принимается ??ef определяемая по табл. 7 СНиП РК 5.04-23-2002. Для составных стержней сквозного сечения с планками при (где hb - ширина планки; b - расстояние в осях ветвей) следует считать Is l / (Ib b) ?? 5.
Таблица 68
