Навигация

Главная » Мануалы

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 ... 57

о МПа

390 380 370 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260

о„ МПа

С

к

\

ч

>

Ч

ч. \1

ч

р

10 12 14 16 18 20 S, мм

На рис. 1.25,а приведена за- а) висимость среднеарифметических значений предела текучести в листовом прокате из углеродистой спокойной стали (марки С255 и С285) от толщины. Данные, полученные при обработке результатов испыгапий проката, изготовленного па 10 предприятиях, показывают, что размах среднеарифметических значений может достигать 50 МПа для одной и той же толщины. Снижение предела текучести особенно интенсивно при росте толщины листа в пределах 2-6 мм. Вместе с тем именно па этом участке аппроксимирующей кривой (толстая линия) следует внести коррективы (толстая пунктир- 2 4 6 пая линия). б)

В настоящее время большая часть листа этой толщины после прокатки сматывается в рулон. Пробы для проведения испыгапий отбираются от внешнего витка рулона. Этот виток имеет предел текучести в среднем па 30 МПа выше, чем металл впутреппих витков. Разница обусловлена различной температурой окончания прокатки и смотки, а также неодинаковыми условиями остывания внешнего витка и остальной части рулона [47]. Схождение па рисунке сплошной и пунктирной аппроксимирующих линий объясняется уменьшением доли ру-

лопироваппого листа с ростом его толщины, а пе уменьшением разницы свойств внешнего витка и остальной части рулона. Зависимость временного сопротивления от толщины приведена па рис. 1.25,.

На рис. 1.26 иллюстрируется зависимость предела текучести в листовом прокате из углеродистой стали от толщины при разной степени раскисленности металла. Приведены аппроксимирующие кривые среднеарифметических значений по результатам около 50 тыс. испытаний па разных металлургических заводах. Очевидна закономерность: чем выше раскислеппость стали, тем больше прочностные характеристики проката. Предел текучести листа (и других профилей) из полуспокойпой стали по своему уровню ближе к показателям проката из кипящей стали.

490 480 470 460 450 440 430 420

->

>

( -

к

-

л

ч

<

!-

4 6

10 12 14 16 18 20 5, мм

Рис.1.25. Влияние толщины листа 5 из углеродистой стали, изготовленной на разных металлургических заводах, на величины предела текучести (а) и временного сопротивления (б) (средпеарифметические значения)



380 370 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260

Ч

ч

Л

>

ч

>

ч

ч

с

С

С

С

2 4 6 8 10 12 14 16 18 5, мм

Рис.1.26. Зависимость предела текучести углеродистой стали от толщины листа и стенени раскисленности

400 390 380 370 360 350 340

МПа

о МПа На рис. 1.27 приведены зависимо-

сти среднеарифметических значений предела текучести листа из низколегированной кремне-марганцовистой стали (марок С345, С275) от толщины. Данные получены по результатам испытаний на семи металлургических предприятиях. Отмечается снижение прочности с ростом толщины, но в меньшей степени, чем в углеродистой стали. Отчасти сказывается применение термической обработки толстых листов, проводимой в ряде случаев для получения необходимых показателей прочности и хладостойкости. Размах среднеарифметических значений предела текучести в прокате одной толщины производства разных заводов также существенный.

Прочностные характеристики фасонного проката - уголков, швеллеров, двутавровых балок в большинстве случаев несколько выше, чем листового (при совпадении толщины листа и полки фасонного профиля). Однако прокат с толщиной полки 3-5 мм, изготовленный на мелкосортных станах с большой скоростью прокатки, из-за высокой температуры конца прокатки может иметь прочностные характеристики более низкие, чем более толстый прокат. В значительной мере это относится к низколегированной кремнемарганцовистой стали. На рис. 1.28 приведены среднеарифметические значения предела текучести фасонного проката из углеродистой стали, а на рис. 1.29 - угловых профилей из низколегированной кремнемарганцовистой стали при различной толщине полки. Аппроксимирующие кривые построены по данным 18 предприятий.

Приведенная информация дает общие представления об уровне прочностных свойств проката, имеющего массовое применение в строительных металлоконструкциях. Дополнительно можно сказать, что значения среднеквадратических отклонений распределений предела текучести и временного сопротивления в выборках, отражающих свойства однотипного проката производства отдельного завода примерно за год, находятся в интервале 2,5-3,5 МПа. Среднеквадратические отклонения этих же характеристик в партии 0,8 - 1,5 МПа. Меньшие значения чаще относятся к прокату, изготовленному из непрерывно лигой заготовки.

ч

Ч

щ

А

а

6 8 10 12 14 16 18 20 5, мм Рис.1.27. Влияние толщины листа из низколегированной кремнемарганцовистой стали, изготовленной на разных металлургических заводах, на величину нредела текучести (среднеарифметические значения)




10 12 14 16 18 20 Толщина полки, мм

Рис.1.28. Зависимость предела текучести фасоппого проката из углеродистой стали от толщины полки


3 5 7 9 И 13 15 17 19 Толщина полки, мм

Рис.1.29. Зависимость предела текучести проката угловых профилей из пизколегироваппой кремпемаргапцовистой стали от толщины полки

1.9.3. Нормативные и расчетные сопротивления. Минимальные гарантируемые значения предела текучести и временного сопротивления проката стали при растяжении принимаются в качестве основных нормативных сопротивлений материала при расчете и проектировании металлических конструкций (обозначаются Ry и 7? соответственно). Значения нормативных сопротивлений для листового, широкополосного универсального и фасоппого прокатов стали разных уровней прочности по ГОСТ 27772-88* приведены в табл. 1.38. Их обеспеченность согласно процедуре контроля по указанному стандарту выражается вероятностью Роб.к^ 0,95.

В той же таблице даны значения расчетных сопротивлений проката по пределу текучести и временному сопротивлению (обозначаются Ry и 7? соответственно). Они получены делением соответствующих нормативных сопротивлений па коэффициент надежности по материалу, значение которого для проката разных сталей регламентировано СНиП 11-23-81*. Обеспеченность расчетных сопротивлений согласно произведенной проверке, как указывалось, выражается вероятностью Дб.к^ 0,995.

Таблица 1.38. Нормативные и расчетные сопротивления стали

Нормативное сопротивление

Расчетное сопротивление

проката, МПа

проката, МПа

Толщина

листового ши-

листового ши-

повапие

проката, мм

рокополосного

фасоппого

рокополосного

фасоппого

стали

упиверсалъпого

упиверсалъпого

От 2 до 20

Св. 20 до 40

Св. 40 до 100

Св. 100

От 2 до 20

Св. 20 до 30

От 2 до 3,9

От 4 до 10

Св. 10 до 20

От 20 до 40



От 2 до 10

Св. 10 до 20

От 2 до 3,9

От 4 до 10

Св.10 до 20

От 2 до 10

Св. 10 до 20

Св. 40 до 60

Св. 60 до 80

Св. 80 до 160

С345К

От 4 до 10

От 2 до 10

Св. 10 до 20

Св. 20 до 40

От 4 до 50

С390К

От 4 до 30

От 4 до 30

Св. 30 до 50

От 10 до 36

С590К

От 16 до 40

Примечания. 1. За толщину фасонного проката следует принимать толщину нолки. Минимальная толщина - 4 мм. 2. За нормативное сонротивление приняты нормативные значения нредела текучести и временного сонротивления но ГОСТ 27772-88*. 3. Значения расчетных сонротивлений получены делением нормативных сонротивлений на коэффициенты надежности но материалу, онределенные в соответствии с и.3.2 ГОСТ и округлением до 5 МПа.

1.10. Выбор стали для строительных стальных конструкций

Согласно строительным нормам и правилам СНиП 11-23-81* (Нормы проектирования. Стальные конструкции) для стальных строительных конструкций зданий и сооружений марки стали в соответствии с их качеством принимаются в зависимости от степени ответственности конструкций, а также от условий их эксплуатации. При этом в зависимости от степени ответственности и условий эксплуатации все конструкции зданий и сооружений разделяются на четыре группы.

Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок (подкрановые балки, балки рабочих площадок, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающие нагрузку от подвижных составов, фасонки ферм; пролетные строения транспортерных галерей; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов; балки под краны гидротехнических сооружений и т.п.).

Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке (фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанции (ОРУ); опоры под включатели ОРУ; опоры транспортерных галерей; элементы контактных сетей транспорта; прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений; трубопроводы ГЭС и насосных станций; облицовки водоводов; закладные части затворов и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы), а также конструкции и элементы группы 1 при отсутствии сварных



соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425-74* и ТУ 14-2-427-80 при наличии сварных монтажных соединений.

Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке (колонны; стойки; опорные плиты; элементы пастила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжением в связях свыше 0,4 Ry, анкерные, поддерживающие и фиксирующие конструкции па опорах и поперечинах контактной сети; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен антенных сооружений; колонны бетоповозпых эстакад, прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы), а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.

Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка, лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; второстепенные элементы сооружений и т.п.), а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.

Для каждой группы конструкций в СНиП 11-23-81* (табл.50) регламентируется набор марок стали разного уровня прочности, разной толщины проката. Требования по хладостойкости (категория по нормируемым показателям ударной вязкости) для каждой из этих марок назначаются в зависимости от климатического района, в котором возводятся конструкции, соответствующих расчетных температур (средних за наиболее холодную пятидневку). Определение наименований, марок и категорий поставок сталей, заменяемых сталями по ГОСТ 27772-88*, обеспечивается табл.51.б СНиП 11-23-81*. В табл. 1.39 приведен перечень марок сортового, фасоппого широкополосного и листового проката стали, используемых в практике проектирования металлоконструкций зданий и сооружений общего назначения институтом ЦНИИпроектсталькопструкция.

Для конструкций специальных сооружений: комплекса доменных цехов, специальных резервуаров и газгольдеров, морских стационарных платформ, железнодорожных и автодорожных мостов и пр. разработаны свои рекомендации по выбору марок стали.

Таблица 1.39. Марки стали сортового, фасоппого, широкополосного и листового проката для стальных конструкций зданий и сооружений

м Я

м

Наименование

ГОСТ или ТУ

Категория стали для климатического района строительства (расчетная температура, °С)

стали

II4 (-30> t>-40) 115идр.(1>-30)

I2, II2 И Шз (-40> t >-50)

( 50> t >-65)

ГОСТ 27772-88*

С390К

+ 6)

С275 С285

ГОСТ 27772-88*



С345К

4 а,д)

С390К

ГОСТ 27772-88*

+ 0)

С590К

2 или 3

С345К

ГОСТ 27772-88*

2 или 3

С390К

С590К

ГОСТ 27772-88*

Обозначения, принятые в табл.1.39:

а) фасонный прокат толщиной до 11 мм, а нри согласовании с изготовителем - до 20 мм; листовой - всех толщин;

б) требование но ограничению углеродного эквивалента но ГОСТ 27772-88* для всех толщин свыше 20 мм;

в) требование но ограничению углеродного эквивалента но ГОСТ 27772-88* для всех толщин;

г) для района ii4 для неотапливаемых зданий и конструкций, эксплуатируемых нри темнературе наружного воздуха, применять прокат толщиной не более 10 мм;

д) нри толщине проката не более 11 мм допускается применять сталь категории 3;

е) кроме онор ВЛ, ОРУ и КС;

ж)нрокат толщиной до 10 мм и с учетом требований раздела 10 СНиП П-23-81*; и) кроме района П4 для неотапливаемых зданий и конструкций, эксплуатируемых нри темнературе наружного воздуха.

Знак + означает, что данную сталь следует применять; знак - означает, что данную сталь в указанном климатическом районе применять не следует.

Примечания:

1. Требования настоящей таблицы не распространяются на стальные конструкции снеци-альных сооружений: магистральные и технологические трубопроводы, резервуары снеци-ального назначения, кожухи доменных ночей и воздухонагревателей и т.н. Стали для этих конструкций устанавливаются соответствующими СНиП или другими нормативными документами.

2. Требования настоящей таблицы распространяются на листовой прокат толщиной от 2 мм и фасонный прокат толщиной от 4 мм но ГОСТ 27772-88*, сортовой прокат (круг, квадрат, полоса) но ТУ 14-1-3023-80, ГОСТ 380-71** (1990 г. ГОСТ 535-88) и ГОСТ 19281-89. Указанные категории стали относятся к прокату толщиной не менее 5 мм, нри толщине менее 5 мм нриведенные в таблице стали применяются без требований ударной вязкости. Для конструкций всех грунн, кроме грунны 1 и онор ВЛ и ОРУ, во всех климатических



районах, кроме Ii, допускается применять прокат толщиной менее 5 мм из стали С235 по ГОСТ 27772-88*.

3. Климатические районы строительства устанавливаются в соответствии с ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Райопировапие и статистические параметры климатических факторов для технических целей . Указанные в головке таблицы в скобках расчетные температуры соответствуют температуре наружного воздуха соответствующего района, за которую принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки согласно указаниям СНиП по строительной климатологии и геофизике.

4. К конструкциям, подвергающимся пепосредствеппому воздействию динамических, виб-рациоппых или подвижных нагрузок, относятся конструкции либо их элементы, подлежащие расчету па выносливость или рассчитываемые в учетом коэффициента дипамичпости.

5. При соответствующем техпико-экопомическом обосповапии стали С345, С375, С440, С590, С590К, 16Г2АФ могут заказываться как стали повышеппой коррозиоппой стойкости (с медью) - С345Д, С375Д, С440Д, С590Д, С590КД, 16Г2АФД.

6. Применение термоупрочпеппого с прокатного пагрева фасоппого проката из стали С345Т и С375Т, поставляемого по ГОСТ 27772-88* как сталь С345 и С375, пе допускается в конструкциях, которые при изготовлении подвергаются металлизации или пластическим деформациям при температуре выше 700°С.

7. Бесшовные горячедеформироваппые трубы по ГОСТ 8731-87 допускается применять только для элементов специальных опор больших переходов ЛЭП высотой более 60 м, для аптеппых сооружений связи и других специальных сооружений, при этом следует применять марки стали:

во всех климатических районах, кроме I2, II2, Из - марку 09Г2С по ГОСТ 8731-87, по с дополпителъпым требованием по вязкости при температуре минус 20°С пе менее 30 Дж/см (3 кгс м/см);

в климатических районах I2, II2, Шз - марку 09Г2С по ГОСТ 8731-87, по с дополпителъпым требованием, по ударной вязкости при температуре минус 40°С пе менее 40 Дж/см (4 кгс м/см) при толщине степки до 9 мм и 3,5 Дж/см (3,5 кгс м/см) при толщине степки 10 мм и более.

Не допускается применять бесшовные горячедеформироваппые трубы, изготовлеппые из слитков, имеющих маркировку с литером Л , пе прошедшие контроль перазрушаю-щими методами.

8. К сортовому прокату (круг, квадрат, полоса) по ТУ 14-1-30230-80, ГОСТ 380-71** (с 1990 г. ГОСТ 535-88) и ГОСТ 19281-89 предъявляются такие же требования, как к фа-соппому прокату такой же толщины по ГОСТ 27772-88*.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРБ1

1. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Стальные конструкции СНиП 11-23-81* (часть II, гл.23). - М.: 1991.

2. Мельников Н.П., Гладштейн Л. И. Перспективы использования высокопрочной стали в строительных металлоконструкциях. - В кп.: Материалы по металлическим конструкциям, вып. 18. - М.: Стройиздат, 1975.

3. IIWDoc.IX-535-67, 1967.

4. Хашимото У., Инагаки М. Автоматическая сварка. - 1967. - № 8, № 9.

5. Ito I., Bessyok.: irWDoc.IX-576-68. - 1968.

6. Yurioka N., Ohsita S., Tamehiro П.: Pipe-line welding in the 80s. AWRA symp. March 1981, 1.

7. Гладыггейн Л.И., Литвиненко Д.А. Высокопрочная строительная сталь. - М.: Металлургия, 1972.

8. Бакши О.А. О папряжеппом состоянии мягких прослоек в сварных соедипепиях при растяжении (сжатии). - В кп.: Вопросы сварочного производства (труды ЧПИ), вып.33. - Челябинск, 1965.

9. Бакши О.А., Ерофеев В.В. и др. Влияние степени механической пеодпородпости па статическую прочность сварных соедипепий. - Сварочное производство. - 1983. - № 4.

10. Макаров Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. - М.: Машипо-строепие, 1981.



11. Шоршоров М.Х.. Чернышева Т.А., Красовский А.И. Испытания металлов на свариваемость. - М.: Металлургия, 1972.

12. Копельман Л.А. Сонротивляемость сварных узлов хрупкому разрушению. - М.: Машиностроение, 1978.

13. Мешков Ю.Я. Физические основы разрушения стальных конструкций. - Киев: Наукова думка, 1981.

14. Гладштейн Л.И., Ларионова Н.П. Влияние величины зерна феррита па характеристики деформирования и разрушения строительной стали. - Проблемы нрочности. - 1982. - № 7.

15. Cheviet А., Grumbach М., Prudhomme М., Sanz G. Comparaison des resultas de divers essais de rupture fragile. - Revue de Metallurgie. - 1970. - № 3.

16. Васильченко Г.С., Кошелев П.Ф. Практическое нрименение механики разрушения для оценки нрочности конструкции. -М.: Наука, 1974.

17. Роботнов Ю.Н., Васильченко Г.С. и др. Метод расчета конструкций на сонротивление хрупкому разрушению. - Машиностроение. - 1976. - № 1.

18. Гладштейн Л.И., Литвиненко Д.А., Онучин Л.Г. Структура аустенита и свойства горячекатаной стали. - М.: Металлургия, 1983.

19. Ицкович Г.М. Раскисление стали и модифицирование неметаллических включений. -М.: Металлургия, 1981.

20. Лихтарников Я.М. Вариантное нроекгирование и оптимизация стальных конструкций. -М.: Стройиздат, 1979.

21. Кузнецов В.В., Богатова И.В., Гладштейн Л.И., Стрелецкий Д.Н. Об оценке экономической эффективпости нрименения в металлокопструкциях сталей повышенной и высокой прочности. - Промышленное строительство. -1983. - № 9.

22. Латаш Ю.В., Медовар Б.И. Элекгрошлаковый переплав. -М.: Металлургия, 1970.

23. Шнееров Я.А., Вихлевщук В.А. Полуспокойная сталь. -М.: Металлургия, 1973.

24. Непрерывная разливка стали. Тематический сб. науч. тр. -М.: Металлургия, 1989.

25. Литвиненко Д.А., Погоржельский В.Н., Матросов Ю.И. и др. Контролируемая прокатка. - М.: Металлургия, 1980.

26. Нестеров Д.К., Рудюк СИ., Коваленко В.Ф. и др. Исследования уровня качества и обеспечение производства проката, дифференцированного по механическим свойствам. - В кн.: Повышение эффективности производства и применения проката. Черная металлургия, обзорная информация. - М.: Черметинформация, 1989.

27. Кузнецов В.В., Беляев В.Ф., Гладштейн Л.И. Стрелецкий Д.Н. Нерснективные требования к металлопрокату строительных сталей. - В кн.: Разработка и исследование стали для металлических конструкций. - М.: 1988.

28. Нолуснокойные стали для строительпих металлических конструкций / Сб.тр.ЦНИИСК. М.: Стройиздат, 1976.

29. Гольдштейн М.И., Гринь А.В., Блюм Э.Э., Панфилова Л.М. Унрочнение конструкционных сталей нитридами. - М.: Металлургия, 1976.

30. Мельников Н.П., Гладштейн Л.И. Стали с карбонитридным унрочнением. - Вестник Академии наук СССР. - 1978., - № 6.

31. Стародубов К.Ф., Узлов И.Г., Савенков В.Я. и др. Термическое унрочнение проката. -М.: Металлургия, 1970.

32. Кугушин А.А., Черненко В.Т., Бабич В.К. и др. Повышение прочности и хладостойкости угловых профилей путем термического упрочнения с прокатного нагрева. - Сталь. -1986. - № 6.

33. Поновский Б.В., Лебедев Б.Ф. О предотвраш;ении слоистого растрескивания сварных соединений. Монтажные и специальные работы в строительстве. - 1988, - № 3.

34. Мельников Н.П., Гладштейн Л.И., Гавриленко Л.Г. и др. Сталь с карбонитридным унрочнением электрошлакового нереплава для крупногабаритпых сосудов давления. -Сталь. - 1982. - № 12.

35. Гладштейн Л.И., Лактюшин B.C. Нрименение атмосферостойких сталей без заш;итных нокрьггий в строительных конструкциях. - Обзорная информация. - Строительство и архитектура. Вын.6. - М.: 1979.

36. Гладштейн Л.И., Демыгин Н..Е. Нрименение пикелевых хладостойких сталей в сварных листовых конструкциях для хранения и транспортировки сжижепных газов. - Обзорная информация. - Строительство и архитектура. - М.: 1985, сер.8, вып.4.



ГЛАВА 2

СОРТАМЕНТЫ ПРОФИЛЕЙ, ЛИСТОВОГО ПРОКАТА, ТРУБ И СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ

2Л. Классификация металлопроката

Весь металлопрокат по условиям примепепия разделяется па две группы: металлопрокат общего и специального назначения. К наиболее массовому относится металлопрокат общего назначения, широко используемый в различных областях промышленности и строительства при разнообразных силовых воздействиях: растяжении, сжатии, изгибе, впецептреппом сжатии и растяжении. В эту группу металлопроката входят двутавры, швеллеры, зетовые, С-образпые и корытпые профили, тавры, уголки равпополочпые и перавпополочные, трубы круглые, квадратные и прямоугольные, листовой, широкополосный универсальный и полосовой прокат; стальные канаты.

К металлопрокату специального назначения, используемому в строительных стальных конструкциях, относятся профили и изделия, форма и размеры которых определяются функциональным назначением и особенностями тех конструкций массового примепепия, где они используются. В эту группу входят: гофрированные профили (профилированные листы) для покрытий и степ, двутавровые балки для путей подвесного транспорта, профили для окопных и фонарных переплетов и для окопных панелей, крановые рельсы, рифленые листы, просечно-вытяжные листы.

2.2. сортаменты

Сортаментом профилей (изделий) называется перечень профилей (изделий) одного определенного вида с указанием их формы, размеров, массы единицы длины, геометрических характеристик, допускаемых отклонений по размерам и форме, а также условий поставки. Сортаменты составляются обычно в порядке возрастания основных размеров профилей. В некоторых зарубежных сортаментах принято расположение профилей в порядке уменьшения этих величин. Сортаменты оформляются в виде государственных стандартов (ГОСТ) или ведомственных технических условий (ТУ). В сортаментах профилей специального назначения форма, размеры, характеристики профилей и их общее количество определяются в соответствии с конкретными условиями их использования.

Коэффициенты градации (отношение площади сечения данного профиля А„ к площади сечения ближайшего меньшего профиля A i в каждом сортаменте имеют переменное значение, причем наименьшее их значение относится к наиболее широко применяемым профилям (как правило, наибольшим и наименьшим по размерам профилям). В существующих сортаментах профилей коэффициенты градации составляют 1,08-1,2.

2.3. Критерии оценки экономичности профилей

Наивыгоднейшая форма профиля определяется в зависимости от тех силовых воздействий, которым подвергается профиль в конструкции. Один из самых распространенных балочных (изгибаемых) профилей - симметричный двутавровый профиль. Поскольку изгибаемые элементы обычно закреплены пастилами или другими связями, исключающими возможность потери общей устойчивости, швеллер также можно рассматривать как частный случай двутавра, имеющего одну ось симметрии. Для двутаврового профиля (рис.2.1), за исключением тонкостенного двутавра, приближенные значения расчетных характеристик (момента сопротивле-



ния JV, пластического момента сопротивления - W, момента инерции /, радиуса инерции /, сопротивления сечения срезу Q относительно оси х-х) имеют вид:

W =

Л/2 аЗ/2

1/23/2

4 2--к 3

(2 - к)к' ;

I = £(3-2к)к;

{3-2кук

2А 3-2к 3 2-к

1/2,1/2 .

(2.1)

Рис.2.1. Схема симметричного двутавра

где с = h/s - гибкость стенки; к = hs/A - удельная площадь стенки; S - статический момент полусечения.

При заданном количестве материала (А) с увеличением гибкости стенки (с) возрастают расчетные характеристики W, W, I, i . Предельные значения к для безреберной балки определяются либо условиями прокатки, либо условием сохранения устойчивости стенки. Значения параметра к, при которых расчетные характеристики двутавра достигают максимальной величины (при заданном Ак С = const), приведены в таблице.

Оптимальные значения параметра к

Характеристики

В литературных источниках приводятся различные критерии оценки экономичности изгибаемых и сжатых профилей. Наиболее приемлемыми из них считаются безразмерные удельные характеристики профилей. Удельной называется расчетная характеристика профиля, площадь поперечного сечения которого равна единице. Применительно к двутавровому профилю (рис.2.1) его удельные характеристики относительно оси х-х имеют следующие приближенные значения:

1/2 /

2--к 3

- с^ Ж„ = -

1/2.

2 - к)к^ ;

-1 = ±-{Ъ-2к)к;

с. = . \ к;

2-к

.1/2

{3-2kfk

(2.2)



1 ... 5 6 7 8 9 10 11 ... 57