Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

7 шагов, чтобы посчитать модуль упругости стали

Расчет пружин

Формулы и способы расчета пружин из стали круглого сечения по ГОСТ 13765

Пружина сжатия Пружина растяжения

Уточняется по таблицам ГОСТ 13766 ÷ ГОСТ 13776

Для трехжильных пружин

Для пружин с предварительным напряжением

Для трехжильных пружин

Для трехжильных пружин

Для трехжильных пружин

где n3 — число обработанных витков

Для трехжильных пружин

Для пружин растяжения с зацепами

Для пружин растяжения

Для пружин растяжения

Для трехжильных пружин

Для пружин растяжения

Для трехжильных пружин

Для пружин растяжения с предварительным напряжением

Методика определения размеров пружин

Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы F 1 и F 2, рабочий ход h, наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке v max, выносливость N F и наружный диаметр пружины D 1 (предварительный).
Если задана только одна сила F2 , то вместо рабочего хода h для подсчета берут величину рабочей деформации s 2, соответствующую заданной силе

По величине заданной выносливости NF предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу

По заданной силе F 2 и крайним значениям инерционного зазора δ вычисляют по формуле (2) значение силы F 3
По значению F 3, пользуясь таблицей, предварительно определяют разряд пружины

По таблицам «Параметры пружин» находят строку, в которой наружный диаметр витка пружины наиболее близок к предварительно заданному значению D 1. В этой же строке находят соответствующие значения силы F 3 и диаметра проволоки d

Для пружин из закаливаемых марок сталей максимальное касательное напряжение τ 3 находят по таблице, для пружин из холоднотянутой и термообработанной проволоки τ 3 вычисляют с учетом значений временного сопротивления Rm . Для холоднотянутой проволоки Rm определяют из ГОСТ 9389, для термообработанной — из ГОСТ 1071

По полученным значениям F 3 и τ 3, а также по заданному значению F 2 по формулам (5) и (5а) вычисляют критическую скорость vK и отношение vmax / vK , подтверждающее или отрицающее принадлежность пружины к предварительно установленному классу.
При несоблюдении условий vmax / vK < 1 пружины I и II классов относят к последующему классу или повторяют расчеты, изменив исходные условия. Если невозможно изменение исходных условий, работоспособность обеспечивается комплектом запасных пружин

По окончательно установленному классу и разряду в соответствующей таблице на параметры витков пружин, помимо ранее найденных величин F3, D1 и d, находят величины c1 и s3 , после чего остальные размеры пружины и габариты узла вычисляют по формулам (6)-(25)

Читать еще:  Трубы квадратного сечения: 2 методики производства

Материалы, применяемые для вантовых покрытий

Материалы, применяемые для вантовых покрытий

Для вантовых покрытий с точки зрения использования различных материалов представляют интерес гибкие ванты, так как жесткий опорный контур не имеет существенных отличий по сравнению с обычными конструкциями, работающими на сжатие, изгиб, кручение или на различные комбинации этих воздействий.

Основным материалом для вант на ближайшие 10—15 лет, по-видимому, следует считать сталь. Тем более это очевидно в связи с тенденцией существенного повышения прочностных характеристик сталей, разрабатываемых на основе улучшения их структурного строения.

Для вант применяют стальные изделия: канаты, арматурные пучки из высокопрочной проволоки и арматурные стержни. Сечения других видов стальных изделий (полосовая и профильная прокатная сталь) обладают чрезмерной жесткостью в плоскости или из плоскости покрытия и в вантовых сетях применяются в исключительных случаях. Неметаллические материалы (органические, синтетические и др.) применяются редко и не могут быть рекомендованы для стационарных сооружений.

Стальные канаты изготовляют на заводах из канатной проволоки по ГОСТ 7372—66. Расчетный предел прочности проволоки при растяжении колеблется в пределах 120—260 кг/мм 2 и определяется сортом катанки, диаметром проволок и типом покрытия (светлая или оцинкованная).

Покрытия оцинкованных проволок в канатах в зависимости от условий эксплуатации последних определяются легкими условиями работы (ЛС), средними (СС), жесткими (ЖС). При температур-но-влажностных условиях, влияющих на интенсивную коррозию металлов (испарения химически активных веществ, наличие пыли и влаги), следует принимать канаты с цинковым покрытием по группе ЖС

Наиболее употребительная проволока с расчетным пределом прочности 120—200 кг/мм 2 . Проволока, а следовательно, и канаты выпускаются нашей промышленностью трех марок: высшей, первой и второй. Канаты марки В (высшей) отличаются от канатов марок I (первой) и II (второй) минимально допустимым разбегом предела прочности проволоки, из которой они выполнены. В ответственных вантовых покрытиях необходимо принимать канаты из проволок марки В.

В зависимости от методов изготовления различают канаты одинарной свивки в пряди — (спиральные); двойной свивки — тросовые, т. е. когда проволоки скручиваются в пряди, а пряди в канаты, и многократной свивки (кабельтовые).

Читать еще:  Железобетонные опоры наружного освещения (уличные)

Для вантовых покрытий наибольший интерес представляют стальные канаты одинарной и двойной свивки. В зависимости от типа свивки или, иначе, от касания проволок между слоями в прядях, канаты разделяют на канаты точечного касания — ТК, линейного — ЛК и точечно-линейного качания — ТЛК. При этом проволоки

проволок между слоями пряди (ТК) то же » » Двойная:

в слоях могут быть одинакового или разных диаметров, например ЛК-О или ЛК-Р.

Канаты точечного касания проволок в прядях получают путем свивки проволок в прядь, сохраняя одинаковые углы наклона свивок по слоям. Отсюда шаг свивки по слоям разный, проволоки перекрещиваются и касаются друг друга в отдельных точках. При свивке, обеспечивающей линейное касание проволок в прядях, шаг ее во всех слоях пряди сохраняется одинаковым. Канаты ЛК являются более гибкими по сравнению с канатами типа ТК.

По направлению свивки канаты могут быть правой или левой свивки, а по сочетанию направлений свивки элементов каната различают крестовую и одностороннюю свивки. В последней конструкции направление свивки проволок в пряди и прядей в канаты одинаковое. Кроме того, по способам свивки канаты классифицируют на раскручивающиеся и нераскручивающиеся.

Канаты для вантовых покрытий желательно употреблять нерас-кручивающиеся крестовой или односторонней свивки. Канаты односторонней свивки более гибки, чем крестовой.

В вантовых покрытиях рекомендуется применять канаты с металлическим сердечником, изготовленные из проволок диаметром не менее 1 мм. Краткая характеристика некоторых типов стальных канатов с металлическим сердечником приведена в табл. VII. 1.

Сопротивление каната характеризуется двумя величинами: Рс — суммарным разрывным усилием проволок каната и Ра — действительным разрывным усилием каната, разница между ними в процентах характеризует потери от свивки. В зависимости от конструкции каната эти потери составляют 10—20%. В качестве расчетных разрывных усилий для канатов из светлой и оцинкованной проволоки принимают соответственно Рр = 0,65Ра и Р = 0,60Яа.

Читать еще:  Использование металлических колонн в строительстве

Последние исследования напряженно-деформированного состояния канатов показывают, что обрыв стальных проволок происходит прежде всего за счет хрупкого разрушения проволок, подвергнутых коррозии, и затем от разрыва оставшихся проволок при пластическом течении материала, сопровождающемся образованием «шеек». При этом оказывается, что проволока канатов подвергается коррозии не только по наружному слою, но и со стороны внутренних межпрядевых пустот в теле каната, образовавшихся при свивке последнего.

В отличие от электрохимической коррозии, которая в обычных условиях ведет к простому ослаблению сечения, наблюдается также явление межкристаллитной коррозии, которое приводит к появлению межкристаллитных трещин, обусловливающих в дальнейшем хрупкое разрушение проволок. Склонность проволок каната к коррозионному растрескиванию, связанная с составом стали и технологией изготовления каната, предопределяет необходимость учета особой характеристики — предела коррозионного растрескивания, величину которого определяют по следующей зависимости: а я= 0,48сгс, где аа — агрегатное разрывное сопрогивление каната*.

Недостатком канатов как элементов строительных конструкций является их сравнительно невысокий первоначальный модуль упругости, обусловленный витой структурой. Если модуль упругости проволоки, из которой изготавливается канат, равен 2 000 000 кг/см 2 , т. е. близок к своему теоретическому пределу, то для канатов одинарной свивки он меньше на 15—35, а для канатов двойной свивки — на 50—65%.

Большее снижение модуля упругости для каната двойной свивки объясняется большим числом повторных скручиваний проволок и большими углами скручивания по сравнению с канатами одинарной свивки. Известные формулы академика А. Н. Динника устанавливают количественные соотношения между модулем упругости проволок и геометрическими параметрами каната:

для канатов одинарной свивки Е = Епр соз*ф; то же двойной Е — Епр со$ 4 ф • со^ф’, где ф и ф’ — соответственно угол наклона оси пряди к оси каната и средний угол наклона проволоки к оси пряди. Очевидно, что увеличенный шаг свивки проволок и прядей уменьшает углы наклона и соответственно повышает первоначальный модуль упругости.

Для повышения первоначального модуля упругости и устранения неупругих деформаций канаты подлежат обязательной предварительной вытяжке усилием 65—75% разрывного усилия каната

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector