книги / Сварные конструкции.-1

/ —1 площадь меньшую, чем площадь сечения присоединяемого

к ней раскоса из двух уголков. Кроме того, швы 1, расположенные

уобушка уголков и воспринимающие примерно 0,7 усилия в стойке, не могут передать его на фасонку, вследствие отсутствия места для нормального силового потока.

Особенности конструирования ферм, работающих на вибра­ ционную нагрузку. При конструировании ферм, элементы кото­ рых должны рассчитываться на выносливость, следует принимать меры к уменьшению концентрации напряжений. В этом случае очертание фасонок и конструкция прикрепления к ним элементов

Фиг. X. 11. Конструирование узла фермы: а — правильно; б — непра­ вильно.

ферм получаются сложнее, чем в фермах, воспринимающих ста­ тическую нагрузку, для которых концентрация напряжений не имеет существенного значения.

Для образования ферм весьма часто приходится использовать фасонки, привариваемые угловыми швами, что дает для поясов концентрацию напряжений р = 2,5^-3,4 *. Сварные листовые сечения поясов (фиг. X. 8 , е, ж, э) имеют небольшую концентра­ цию напряжений — при автоматической и полуавтоматической сварке р = 1,0, а при ручной — р = 1,3.

При повторно-переменной нагрузке концентрация напряжений имеет большее значение для растянутых элементов (ат> 0 ),

V= __________ -___________ - : ________________ Î___________________ — Г) ООО

У(ар — Ь) — (ар + Ь) е (0,9-2 —0,3) —(0,9-2+ 0,3)0,2 — 1,08

1Во всех нижеприведенных случаях эффективный коэффициент концентра­ ции напряжений дается по приложению V для конструкций из стали марки Ст. 3.

т. e. для растянутых элементов расчетная характеристика почти в два раза меньше, чем для сжатых (при определении у коэффи­ циенты а и b берутся из табл. IV. 2).

Выносливость растянутого пояса зависит от конструкции при­ соединения к нему раскосов. Если они привариваются к поясу непосредственно (фиг. X. 1 2 , а, б), то приваривающие их швы могут рассматриваться как лобовые, т. е. создают концентрацию

р= 1,4-г-3,0.

Внекоторых случаях, для того чтобы не уменьшать значительно усталостную прочность пояса, в узлах фермы делают вставки

Фиг. X. 12. Конструкции приварки раскосов непосредственно к растянутому поясу фермы.

большей толщины и высоты по сравнению со стенкой пояса, т. е. увеличивают сечение пояса в месте присоединения к нему раско­ сов (фиг. X. 1 2 , в).

Если раскосы присоединяются к поясу с помощью фасонок, привариваемых встык (фиг. X. 13), то коэффициент концентрации напряжений р для пояса, в зависимости от конструкции присоеди­ нения, колеблется от 1,2 до 2,5.

Во всех случаях решающее влияние на усталостную прочность имеет плавность перехода от поверхности шва к основному ме­ таллу, т. е. форма фасонки и степень обработки шва, присоединяю­ щего ее к поясу.

Усталостная прочность раскосов зависит от конструкции их прикрепления к фасонкам. К фланговым швам рекомендуется добавлять лобовые, что несколько снижает значения р, хотя они все же остаются высокими (Р = 3,0). Конструкция присоединения раскосов к фасонке, изображенная на фиг. X. 13, дает значительно

меньшую концентрацию напряжений ф = 1,4), но требует боль­ ших трудозатрат при изготовлении.

Одностороннее присоединение к фасонке элементов с несим­ метричным сечением (фиг. X. 14) следует осуществлять приваркой

Фиг. X. 13. Конструкции приварки стержней решетки ферм с помощью фасонок.

по всему контуру соединения; при этом не менее V8 усилия должно

в условиях вибрационной или регу­ лярной подвижной нагрузки, следует избегать соединения ветвей элемен­ тов фермы (поясов и решетки) при помощи планок, приваренных флан­ говыми швами, дающими высокую концентрацию напряжения ф=3,0). Планки на заклепках или болтах дают меньшую концентрацию ф =

=1 ,4 -т -1,6), но при этом отверстия

ослабляют сечение стержня.

Конструирование ферм из труб.

конструкций из труб, так как последние обладают рядом пре­ имуществ по сравнению с составными сечениями из уголков или швеллеров: большие радиусы инерции кольцевых сечений, удобство наружной окраски, отсутствие соединительных элемен­

тов и пр. Однако образование узлов трубчатых ферм вызывает некоторые технологические затруднения, а потому изготовление ферм из труб требует достаточно высокой культуры произ­ водства.

На фиг. X. 15 показаны конструкции узлов трубчатых ферм. Для трубчатых ферм, подлежащих расчету на выносливость,, следует избегать конструкций узлов, показанных на фиг. X. 15, а, так как отсутствие подварки шва с внутренней стороны создает высокую концентрацию напряжений (Р — 4,0). Стыковые соеди­ нения труб с внутренним кольцом под швом (фиг. X. 15,6) при

полном проваре и плотном прилегании последнего к стенкам соединяемых труб дает концентрацию Р = 1,5.

Присоединение труб только фланговыми швами (фиг. X. 15, в) дает р = 5,2; при этом разрушения происходят у концов прорези в трубе, совпадающей с окончанием флангового шва.

Если с помощью соответствующего выреза у конца трубы создать ему кузнечным способом форму купола (произвести окуполивание), что при налаженной технологии осуществляется весьма просто, то такое присоединение (фиг. X. 15, г) дает значе­ ние Р = 3,0. При этом во избежание концентрации напряжений у начала шва, совпадающего с окончанием прорези, шов вокруг нее следует делать непрерывным.

На фиг. X. 16 показан портальный кран с шарнирносочлененной укосиной из трубчатых элементов.

Сварные фермы из алюминиевых сплавов. Из алюминиевых сплавов изготовляются разнообразные решетчатые конструкции, как, например, стрелы подъемных кранов, нефтяные вышки, раз­ водные мосты, различные строительные и машиностроительные конструкции. Уменьшение веса, обусловленное применением лег­ ких сплавов, дает возможность в некоторых случаях удлинить стрелы кранов в 1,5 раза.

Коэффициенты продольного изгиба ср для сплава АМгб приве­ дены в табл. 1 приложения I, из которой видно, что значения <р

Ширина горизонтальных площадок (ферм) в зависимости от Q и / принимается в пределах а = 1 0 0 0 -4 - 2 0 0 0 мм. Вспомогатель­ ные фермы исполняются решетчатыми, реже — безраскосными.

Расчетные нагрузки. Вертикальные давления ходовых колес тележки и инерционные горизонтальные нагрузки определяются согласно указаниям § 7 гл. VIII.

Собственный вес одной половины пролетного строения моста Gм может быть определен по графику фиг. X. 18. Для кра-

т

нов легкого режима работы веса, приведенные на графике, следует уменьшать на 1 0 %, а для кранов тяжелого режима работы — увеличивать на 10%. Вес центрального узла и трансмиссии меха­ низма передвижения моста приведен на стр. 148. Погонные веса главной qa и вспомогательной qg фермы составляют

Яг = (0,55-4-0,70) q; q„ = (0,454-0,30) q,

где q —-р - — погонный зес половины моста без веса торцовых

балок.

Первые числа в скобках относятся к кранам малой грузоподъем­ ности, а вторые — к кранам большой грузоподъемности.

Расчет главных ферм. Расчет пролетного строения моста как многократно статически неопределимой пространственной системы (число «лишних» неизвестных равно числу рамных раскосов) сложен, поэтому обычно эту систему разлагают на плоские фермы и в запас прочности принимают, что вся подвижная нагрузка воспринимается главными фермами.

При определении усилий в стержнях главных ферм пользуются линиями влияния (фиг. X. 19).

Суммарное осевое усилие в стержне фермы от вертикальной

Верхний пояс главной фермы будет испытывать, кроме осевого усилия, момент местного изгиба от давлений ходовых колес те­ лежки, определяемый по формулам:

в панели М‘п = aP[d; )

" , (X. 4) в узле Му —$Pid, )

где а и р — коэффициенты, вычисленные как для четырехпро­ летной неразрезной балки на жестких опорах (табл. X. 3);

d — длина панели верхнего пояса (расстояние между центрами соседних узлов).

Для верхнего пояса главных ферм наиболее конструктивным является тавровое сечение (фиг. X. 2 1 ), требуемая площадь кото­ рого может быть предварительно определена по вертикальным нагрузкам при [а] = 1400 кгс/см? {дан/см?) по формуле

где М*у — момент местного изгиба в узле, кгс-м (дан-м), опреде­ ляемый по формуле (X. 4);

S® — осевое усилие от вертикальной нагрузки, кгс (дан);

от грузоподъемности Q и режима работы крана.

Полученную по формуле (X. 5) площадь сечений F следует рас­ пределить приблизительно поровну между стенкой и поясом тавра, соблюдая для пояса отношение его ширины Ьп к толщине 0„ ука­ занные в гл. VIII, § 4; отношение высоты стенки тавра hcm к ее