и болтове з'єднання М42 необхідно розмістити безмоментного (симетрично) відносно центра ваги перерізу поясного елементу, як можна ближче до нього і з урахуванням мінімально допустимих відстаней від профілю і ребра жорсткості до осі болта bb=85 мм і від осі болта до краю фланця cb=65 мм (табл. 6 методичних вказівок). При цьому кожен з 8 болтів повинен бути рівновіддалений від профілю і від ребра жорсткості.
Під дією навантаження фланець згинається. Значення згинальних моментів обчислюються за формулами (36 методичних вказівок):
М 1=0,9N bt l 1 bb (l 1 + cb)/(3l 1 2 - cb 2)=0,9 * 56000 * 15 * 8,5 * (15 + 6 , 5)/(3 * 15 2 - - 6,5 2)=218347 кгс · см;
М 2=0,9N bt b в 2 (3l 1 - b в)/(3l 1 2 - cb 2)=0,9 * 56000 * 8,5 2 (3 * 15-8,5)/(3 * 15 2 - 6,5 2)=210053кгс · см,
де l 1=b в + c в=8,5 + 6,5=15 см.
З умови міцності фланця на вигин (35) для його товщини t ѓl з урахуванням моменту опору перерізу при розвитку непружних деформацій за формулою (37 методичних вказівок) можна записати:
ѓl, треб. ===3,27 см,
де М max - найбільший згинальний момент, М max=М 1=218347 кгс * см;
? с - коефіцієнт умов роботи,? с=1; R y, ѓl - розрахунковий опір сталі фланця за межею пружності, R y, ѓl=380 МПа=3 800 кгс/см 2 (сталь З 390); b 1 - крок болтів, b 1=21,5 см.
З урахуванням рекомендованого поєднання діаметру болтів і товщини фланця
М42 - t ѓl=40 мм
приймається останнє значення. Тоді момент опору перерізу при розвитку непружних деформацій становить
ѓl=b 1 t ѓl 2/4=21,5 * 4,5 2/4=86 см 3,
а перевірка міцності на вигин має вигляд
/(W ѓl? з R y, ѓl)=218347/(86 * 1 * 3800)=0,668 lt; 1.
Без розвитку непружних деформацій
ѓl=b 1 t ѓl 2/6=21,5 * 4,5 2/6=57,33 см 3/(W ѓl? з R y, ѓl)=218347/(57 , 33 * 1 * 3800)=1,002? 1
Розраховуваний фланець розтягнутих стиків приварюється до поясного елементу (? 300300 8,5 мм) односторонніми кутовими швами. Для забезпечення необхідної довжини таких швів використовуються ребра жорсткості довжиною 1,5 сторони профілю (але не менше 200 мм) і товщиною не більше 1,2 товщини профілю, тобто 1,5 * 300=450 мм і 1,2 * 8,5 =10,2? 10 мм.
Зварні шви між фланцями і поясними елементами з ребрами жорсткості необхідно перевірити розрахунком на міцність по формулах (41) - (43) методичних вказівок:
по металу шва
F/(? ѓ k ѓ lw R wѓ? wѓ? c)=312480/(0,7 * 1 * 277,7 * 2000 * 1 * 1)=0,8 lt; 1;
по металу кордону сплаву з елементом пояса
F/(? zk ѓ lw R wz? wz? c)=312480/(1 * 1 * 277,7 * 1650 * 1 * 1)=0,682 lt; 1;
по металу кордону сплаву із фланцем напрямок товщини прокату
F/(? zk ѓ lw R th? wz? c)=312480/(1 * 1 * 277,7 * 1900 * 1 * 1)=0,59 lt; 1,
де F - навантаження на зварні шви, F=F нп=312,48 тс=312480 кгс; ѓ - катет кутових швів, k ѓ=9 мм? 1,2t min=1,2 * 8,5=10,2 приймаємо рівним 10 мм; lw - розрахункова довжина шва, приймається менше його повної довжини на 1см, lw=(30 - 1) 4 + (15/0,7071 - 1) 8=277,7 см; ? ѓ=0,7; R wѓ=2000 кгс/см 2,? wѓ=1 - напівавтоматична зварювання в середовищі вуглекислого газу дротом Св08Г2С; ? z=1,? wz=1, R wz=165 МПа=1 650 кгс/см 2 - для сталі З 245 ребер жорсткості (табл. 3 методичних вказівок); R th=0,5R y=0,5 · 3 800=1 900 кгс/см 2 - для сталі З 390 фланця.
Тут у другій перевірці в якості елемента пояса приймається ребро жорсткості з менш міцного матеріалу (сталь З 245), ніж профіль пояса (сталь З 345). Крім того, тут необхідно перевірити розрахунком на міцність двосторонні кутові шви, що з'єднують 4 ребра і профіль:
по металу шва
F/(? ѓ k ѓ lw R wѓ? wѓ? c)=312480/(0,7 * 1 * 352 * 2000 * 1 * 1)=0,63 lt; 1;
по металу кордону сплаву
F/(? zk ѓ lw R wz? wz? c)=312480/(1 * 1 * 352 * 1650 * 1 * 1)=0,54 lt; 1,
де lw=(45 - 1) 8=352 см.
Для підвищення ступеня уніфікації болтові з'єднання, розраховані в розтягнутих стиках нижнього пояса, доцільно прийняти і в стислих стиках верхнього пояса, де болти можна затягувати без їх попереднього напруження.
Стислі фланці зазвичай в 1,5 ... 2 рази тонше розтягнутих (t ѓl=45/(2 ... 1,5)=22,5 ... 30 мм). Прийнявши t ѓl=24 мм і b ѓl=600 мм - відповідно товщину ...
