Расчет несущей способности элементов ГТРК

Страница 2

где к2 - коэффициент полноты метрической резьбы, к2=0,87;

d - диаметр резьбы, см; s - шаг резьбы, принимается по [18], см;

кт - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы, рассчитывается по формуле

\(3.13)

2m _ расчетное сопротивление резьбы, рассчитывается по формуле

(3.14)

где Run - временное сопротивление разрыву материала узлового элемента (материал - сталь 45), определяется по [17], см. таблицу 3.1;

h - глубина завинчивания высокопрочного болта, по [19] h = 3,5 см.

Так как при сборке возможно недозакручивание болта, то рассчитаем несущую способность резьбы узлового элемента в диапазоне h = 0 - 3,5 см. Результаты расчетов сведем в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Расчет несущей способности по резьбе узлового элемента

Несущая способность шестигранной муфты.

Несущая способность муфты по ослабленному сечению (см. рисунок 3.10) рассчитывается по формуле

(3.15)

где с - коэффициент условий работы, определяется согласно [17], с = 1;

Ry - расчетное сопротивление (материал - сталь 35), определяется по [17], см. таблицу 3.1.

Аn - площадь сечения муфты нетто, определяемая по формуле

(3.16)

где S - размер под ключ, основные типоразмеры приведены в таблице 3.5;

dв - внутренний диаметр муфты, см. таблицу 3.5;

t - диаметр штифта, t = 0,4 см; Результаты расчета по формулам (3.15)-(3.16) сведем в таблицу 3.5.

Рисунок 3.10 - Сечение муфты из шестигранника

Таблица 3.5 - Расчет несущей способности по сечению муфты

Несущая способность шайбы

Несущая способность шайбы по смятию под головкой высокопрочного болта (растягивающее усилие в стержне) рассчитывается по формуле

(3.17)

где ус - коэффициент условий работы, определяется согласно [17], с = 1;

Rn - расчетное сопротивление смятию материала шайбы (материал – ВСт3пс6), определяется по [17], Rp=Ru;

Ap – площадь смятия, определяется по формуле:

(3.18)

где dr - диаметр головки болта, см. в таблицу 3.6;

dб - диаметр болта, см. таблицу 3.6;

Результаты расчета по формулам (3.17)-(3.18) сведем в таблицу 3.5.

Таблица 3.6 - Расчет несущей способности шайбы по смятию под головкой высокопрочного болта

Несущая способность шайбы по смятию под торцом муфты из шестигранника (сжимающее усилие в стержне) рассчитывается по формуле

(3.19)

где с - коэффициент условий работы, определяется согласно [17], с = 1;

Rp - расчетное сопротивление смятию материала шайбы (материал –ВСтЗпс6), определяется по [13], Rp = Ru.

Ар - площадь смятия, определяется по таблице 3.5.

Результаты расчета по формуле (3.19) сведем в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 - Расчет несущей способность шайбы по смятию под торцом муфты из шестигранника (выборка)

Результаты расчета несущей способности элементов ПРК

Анализ результатов расчетов, выполненных в пп. 3.2.3-3.2.7, учитывая характер силового взаимодействия элементов ГТРК между собой (стержневой элемент в сборе), представим в виде ведомости расчета несущей способности элементов ПРК.

Основные выводы:

- при сжимающем усилии в стержне несущая способность стержневого элемента определяется несущей способностью сечения стержня из условия обеспечения устойчивости;

- при растягивающем усилии в стержне для труб 60x3; 76x3,5; 102x4 (в некоторых случаях) несущая способность стержневого элемента определяется несущей способностью сечения стержня из условия обеспечения прочности, для остальных типоразмеров стержня несущей способностью высокопрочного болта на разрыв либо смятие материала шайбы под головкой высокопрочного болта;

- анализ типовых серий и проектов показывает, что в схемах расстановки типоразмеров стержней на восприятие растягивающего усилия устанавливаются такие стержни, в которых несущая способность стержневого элемента определяется несущей способностью сечения стержня из условия обеспечения прочности, но при нарушении условий эксплуатации (в частности, типовые решения серии 1.466-2 предполагают недопущении снеговой нагрузки на половине пролета и т.п.) может возникнуть ситуация, когда в стержневых элементах 102x4; 114x6; 127x7 несущая способность будет определяться не по сечению стержня, а следовательно, последствия данного фактора можно определить только после детального анализа напряженно-деформированного состояния от различных сочетаний нагрузок.