Расчет несущей способности элементов ГТРК

Страница 1

Физико-механические характеристики материалов.

Для расчетов принимаем следующие физико-механические характеристики стали из [13]:

Таблица 3.1 - Нормативные и расчетные сопротивления

Анализ силового взаимодействия элементов ПРК.

Анализ конструктивной схемы структурной плиты (см. рисунок 2.2) показывает следующий характер силового взаимодействия элементов ПРК между собой, при котором должна обеспечиваться несущая способность [16].

При сжимающем усилии в стержне:

- несущая способность стержня из условия обеспечения устойчивости;

- несущая способность шайбы, как минимальная из следующих двух условий: смятие поверхности шайбы под торцом муфты из шестигранника и изгиб шайбы как круглой пластины, шарнирно опертой по периметру на трубу, с круглым центрально симметричным отверстием загруженной равномерно распределенной по кольцу нагрузкой;

- несущая способность по муфте из шестигранника из условия обеспечения прочности по сжатию ослабленного сечения.

При растягивающем усилии в стержне:

- несущая способность стержня из условия обеспечения прочности на растяжение;

- несущая способность шайбы, как минимальная из следующих двух условий: смятие поверхности шайбы под головкой высокопрочного болта и изгиб шайбы как круглой пластины, шарнирно опертой по периметру на трубу, с круглым центрально симметричным отверстием загруженной равномерно распределенной по кольцу нагрузкой;

- несущая способность по ослабленному под штифт сечению высокопрочного болта на центральное растяжение;

- несущей способности по резьбе узлового элемента (коннектора);

Для оценки несущей способности необходимо выполнить ряд расчетов в соответствии с [13].

Несущая способность стержней.

Несущая способность стержней рассчитывается по формулам

- растянутых стержней

(3.2)

- сжатых стержней

(3.3)

где ус - коэффициент условий работы, определяется по [13], ус = 1; А - площадь сечения трубы определяется по формуле

(3.4_

Ry - расчетное сопротивление стали, определяется по [17], см. таблицу 3.1;

- коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых элементов, определяется по формуле

(3.5)

(3.6)

(3.7)

(3.8)

(3.9)

где d - внутренний диметр трубы, см.

Результаты расчета по формулам (3.2)-(3.9) для основных типоразмеров стержней, применяемых в ПРК типа "Кисловодск" сведем в таблицу 3.2.

Несущая способность высокопрочного болта.

Несущая способность болта по ослабленному сечению рассчитывается по формуле

(3.10)

где vb - коэффициент условий работы болтового соединения, определяется согласно пп.11.7 [17], vb = 0,9;

Abn - площадь сечения болта нетто, определяемая как наименьшее из двух значений: площадь сечения при наличии ослабления резьбой и площадь сечения при наличии ослабления отверстием под штифт d = 4 мм;

Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов, согласно пп. 3.7 [13] рассчитывается по формуле

(3.11)

где Rbun - наименьшее временное сопротивление материала болта разрыву (материал - сталь 40Х "селект"), определяется по [17], см. таблицу 3.1.

В ПРК типа "Кисловодск" применяются два типоразмера высокопрочных болтов: М22 и М30х2. Результаты расчета по формулам (3.10)-(3.11) сведем в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Несущая способность высокопрочных болтов

Несущая способность по резьбе узлового элемента.

Несущая способность резьбы определяется по формуле из [16]

(3.12)