Расчет усиливаемых металлических элементов

При усилении сжатых элементов увеличением их сечения (см. рис. 2) (без предварительного напряже­ния) расчет осуществляют по следующей схеме.

1. Определяют начальный прогиб усиливаемого стержня в плоскости действия момента:

, (1)

где =Мн/ Рн — случайный начальный эксцентриситет продольной силы относительно оси Х, принимаемый с соответствующим знаком (Ра и Мн — расчетные зна­чения начальной продольной силы и момента); — эйлерова сила для основного стержня - момент инерции; расчетная длина основного стержня).

При усилении центрально сжатого элемента начальный эксцентриситет равен

, (2)

где — случайный начальный относительный эксцентриситет, определяемый по графику (рис. 6); и — момент сопротивления и ядровое расстояние для крайних волокон усиливаемого элемента.

2.

При заданной внешней нагрузке определяют возможность усиления основного стержня:

(3)

где — характеристики усиливаемого элемента; ординаты наиболее удаленных волокон сечения относительно оси xос; тс — коэффициент условий работы; — расчетное сопротивление материала основного стержня; k = 0,6 — коэффициент ограничения напряже­ний при усилении нена­пряженными элемента­ми с применением сварки.

Для центрально сжатых элементов проверка производится в плоскости максималь­ной гибкости, для внецентренно сжатых — в плоскости действия момента. Если хотя бы одно из условий не выполняется, необходима разгрузка элемента.

3. Определяют прогиб усиленного элемента:

при присоединении элементов усиления к плоским поверхностям

; (4)

при присоединении к вогнутой и выпуклой поверхности

, (5)

где å Jус —сумма моментов инерции элементов усиления относительно их собственных осей, параллельных оси х; Jус — момент инерции усиленного стержня; Nэ=п2ЕJ/12 — эйлерова сила усиленного стержня.

4.

Выполняют расчет прикрепления элементов усиле­ния.

Расчет швов на сдвигающие усилия

, (6)

где Qmах— максимальная поперечная сила; Sxус — ста­тистический момент элемента усиления относительно оси х; аω — шаг шпоночного шва.

Минимальная длина прерывистых швов

+1см, (7)

где a — коэффициент, учитывающий распределение уси­лий между швами элемента усиления; — коэффициенты, определяемые по СНиП II-23—81 (п. 11.2); — расчетное сопротивление углового свар­ного шва.

Минимальная длина концевых швов

(8)

где (Nн — расчетное усилие в стержне после усиления; Aрус и A — соответственно пло­щади элемента усиления и всего усиленного элемента).

Минимальная толщина сплошных сварных швов