Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Деформации балочных конструкций






От продольных и поперечных швов

 

В балочных конструкциях наиболее значительны деформации изгиба. Они могут возникать от продольной усадки продольных швов и от поперечной усадки поперечных швов.

 

Продольные швы

 


В начале главы были приведены зависимости для определения усадочной силы абсолютно жесткой конструкции - Рус.а.ж. и уточненное значение усадочной силы в зависимости от материала конструкции, геометрии сечения, расположения швов - Рус.у. Усадочную силу можно использовать при определении не только продольного укорочения балок, но и их изгиба. Рассмотрим, например, балку таврового профиля с продольными швами (рис. 3.10, а)

Рис. 3.10

Если балку сварили в приспособлении которое не позволяло полке в процессе сварки перемещаться произвольным образом или полка и стенка были собраны перед сваркой на прихватках, то перемещения возникшие после сварки и полного остывания можно найти зная силу Рус.у.

Для определения эксцентриситета e1 надо знать точку приложения усадочной силы. Для тавровых соединений с точностью, достаточной для практических целей, обычно принимают, что она находится на линии контакта полки со стенкой.

Второй эксцентриситет е2 в данном случае равен нулю.

Так как сварное соединение выполняется двумя угловыми швами, расположенными по обе стороны от стенки, то второй шов вызывает увеличение площади зоны пластических деформаций и рост усадочной силы Рус.у по сравнению со случаем укладки одного углового шва. Укладка второго углового шва на том же режиме, что и первого увеличивает усадочную силу в 1, 3 - 1, 45 раза. Это необходимо учитывать в расчетах, умножая значение силы от одного шва на указанный коэффициент.

Далее по формуле из курса «Сопротивление материалов» определяют прогиб середины балки по отношению к ее концам:

,

где J1- момент инерции сечения относительно оси 1-1.

Вопрос о том, куда прогнется балка: выпуклостью вверх или вниз трудностей не вызывает. Усадочная сила расположена выше оси 1-1 проходящей через центр тяжести поперечного сечения и, значит, балка изогнется выпуклостью вниз.

Балка может иметь несколько продольных швов, которые выполняются после сборки балки на прихватках, например как показано на рис. 3.10, 6. При расчетах полагают, что прихватки обеспечивают жесткое соединение элементов между собой. Поэтому в расчет входят моменты инерции площади всего поперечного сечения. Искомые прогибы суммируют с учетом их знака. Например, швы с 1 по 6 изгибают балку выпуклостью вниз, а швы 7 и 8 - выпуклостью вверх.

Иногда в расчетах учитывают последовательность укладки швов, которая может оказать некоторое влияние на остаточные деформации вследствие образования остаточных напряжений после выполнения части швов. Например, если в собранной на прихватках симметричной двутавровой балке проварен один шов, то он создаст растягивающие напряжения вследствие изгиба на противоположной стороне двутавра, там где второй шов еще не проварен. Укладка второго шва по растянутому металлу создаст усадочную силу меньшую, чем усадочная сила от первого шва, несмотря на то, что режимы выполнения швов совпадают. Это можно учесть соответствующим коэффициентом. Суммарный остаточный прогиб окажется не равным нулю. Необходимо отметить, что суммарный остаточный прогиб в этом случае не равен нулю еще и потому, что жесткость балки, когда элементы соединены прихватками, меньше жесткости балки сваренной полномерными швами. Но учесть это практически невозможно из-за неопределенной жесткости прихваток при произвольной их постановке.

Обычно, при изготовлении балок, обладающих достаточной жесткостью, влияние напряженного состояния на усадочную силу невелико и его можно для упрощения расчетов не учитывать. Тем более, что и листовой, и профильный прокат, из которого изготавливают балки, всегда имеет остаточные напряжения, которые учесть в расчетах весьма трудно.

Если профиль поперечного сечения балки формируется последовательно, путем присоединения отдельных элементов, то есть без предварительной сборки на прихватках, то необходимо каждый раз при изменении поперечного сечения определять положение нового центра тяжести, эксцентриситеты действия усадочной силы, моменты инерции.

Например, если сваривается двутавровая балка, то сначала получают тавровый профиль, соединяя полку со стенкой, для него определяют все составляющие расчетных формул, и находят величину прогиба тавра. Затем рассчитывают усадочные силы и прогиб от двух швов, которыми приваривается вторая полка. Второй расчет должен учитывать изменение эксцентриситета, моментов инерции, площади поперечного сечения. Результирующий прогиб будет равен разнице двух полученных значений.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.