Металл конструкциялары жас маманның конструктор ретінде ойлау

133 
 
 
Сурет 76. 2.4. және 2.5. мысалдарына. 

а
қиманың өзгеру орны;  
б – келтірілген кернеулерді тексеру 
 
Қиманы  таңдауды  материалдың  серпімді  сатысындағы  жұмысын 
ескере 2.3 мысал тәрізді жүргіземіз.  
Өзгерілген  қиманың  керекті  қарсыласу  моменті  мен  инерция 
моменттерін  түйістіре  пісірілген  жіктің  созылғандағы  беріктігін 
қамтамасыз ету шартынан анықтаймыз: 
 
3
3
1
1
8
,
18457
0
,
23
95
,
0
10
17
,
4624
см
R
M
W
y
n
kep








 
 
4
1
1
1568913
2
170
8
,
18457
2
см
h
W
J
kep
kep





 
 
Белдеулер үшін керекті инерция моментін анықтаймыз: 
 
4
1
1
1054303
0
,
514610
1568913
cм
J
J
J
f






 
 
Белдеудің керекті ауданы: 
 
2
2
0
1
1
6
,
75
167
1054303
2
2
см
h
J
A
f
f




 
 
қабылдағанымыз 
мм
250
30

.  Қабылдаған  белдеу  ені  келесі  ұсыныстарға 
сәйкес 
см
b
f
18
1

  және 
см
h
b
f
17
10
1


.  Өзгертілген  қиманың  инерция 
моменті мен қарсыласу моменттерін анықтаймыз: 

134 
;
5
,
1560447
2
167
3
235
514610
2
2
4
2
2
0
1
1
см
h
b
J
J
f



















 
 
;
2
,
18358
170
5
,
1560447
2
2
3
1
1
cм
h
J
W




 
 
2
2
1
1
9
,
23
2
,
18358
95
,
0
10
17
,
4624
см
kH
W
M
n








. 
 
Кернеулігі 4,04% < 5 
 
2.4 Құрама қималы арқалықтың беріктігі,  
 орнықтылығы мен иілу мөлшері.  
2.4.1 Арқалықтың беріктігі мен иілу мөлшері 
 
Арқалықтың беріктігі ең үлкен тік, жанама кернеулерді және олардың 
бірге  әсерін  материалдың  серпімді  –  созылымдылық  сатыда  жұмыс  істеу 
кезеңінде,  қабырғасының  созылымдылық  сатыда  жұмыс  істеу  кезеңінде, 
қабырғасының  созылымдылық  деформация  дамығандағы  орнықтылығын 
(128) формуламен тексеру арқылы жүргізіледі. 
Кесілген  арқалықта  ең  үлкен  тік  кернеу  мен  жанама  кернеулер  әсер 
ететін қималар сәйкес келмейді, оларды (108), (110) және (113) формулалар 
бойынша тексереді. 
Бірақ  арқалықтың  ұзына  бойына  (
М
  немесе 
Q
  нөлге  тең  ерекше 
қималардан  басқа)  иілу  моменті  мен  кілденең 
қиюшы күштер бірге әсер етеді. Сол себепті, 

 және 

  жеке  –  жеке  тексеруден  басқа  олардың  бірге  әсер 
ететін  қимада  келтірілген  кернеулер  мәндерін 
тексеру  де  қажет.  Бұл  тексеруді  иілу  моментімен 
көлденең қиюшы күштердің ең тиімсіз үйлесімі әсер 
ететін  қимада,  кесілген  арқалықтар  үшін  қимасы 
өзгеретін  жерде,  кесілмеген  арқалықтар  үшін 
тіреулерде жүргізу керек. 
Келтірілген 
кернеу 
келесі 
формуламен 
анықталады. 
,
15
,
1
3
2
1
2
1
c
y
кел
R








 (134) 
бұл 
жерде: 
,
;
1
1
1
1
1




t
J
S
Q
h
h
W
М
f




 
белдеу 
жігі 
деңгейіндегі есептік және жанама кернеулер. 
(134)  формула  бойынша  материалдың  бұл 
нүктеде  тік  және  жанама  кернеулердің  бірге 
әсерінен созылымдылық жағдайға өтуін тексереді. 
Сурет 77. Арқалықтың 
қабаттарға тірелуі 

135 
Арқалық  конструкцияларының  жоғарғы  белдеуінде  тұрақты  қадала 
әсер  ететін  жүк  бар  кезде,  арқалық  қабырғасын  жергілікті  мыжылуға 
қосымша тексеру керек:  
 
c
y
ж
n
ж
R
l
t
F









   
 
 
 
 
 
            
 
    (135) 
 
бұл  жерде: 
ж

  –  жүк  әсерінен  қабырғаны  мыжитын  кернеу; 
F
–  қадала 
әсер ететін жүктің есепті мәні; 

t
t
b
l
f
ж
;
2


 және 
f
t
 арқалықтың қабырға 
мен  белдеу  қалыңдықтары; 
b
–  жергілікті  күшті  арқалыққа  беретін 
бөлімнің  ұзындығы.  Бұл  кезде  қадала  жүк  әсер  ететін  арқалықтағы 
келтірілген кернеу келесі формуламен тексеріледі. 
 
c
y
ж
ж
кел
R














15
,1
2
1
1
2
2
1
  
 
 
            
 
    (136) 
 
Егер бұл шарт орындалмаса, онда арқалық қабырғасы қатаңдық қырымен 
күшейтіледі. Бұл қатаңдық қыры өзінің тегістелген кесік шетімен қадалған 
жүкті  қабылдап  пісірілген  жіктері  арқылы  арқалық  қабырғасына  биіктігі 
бойынша баяу жая береді. Егер жүк қадалған жерде арқалықтың қатаңдық 
қыры болса, онда жергілікті кернеу әсері ескерілмейді. 
Арқалықтың иілу мөлшері  жүктің нормативті  мәні әсерінен құрылыс 
механикасындағы  әдістерді  пайдалана  табылады,  ал  ол  ҚРҚНжЕ  5.04.23-
2002 келтірілген шекті шамадан аспауы қажет. 
Алдағы  бөлімде  айтылғандай,  егер  құрама  қималы  арқалық  биіктігі 
(124)  немесе  (125)  формула  бойынша  табылған  биіктіктен  кем 
қабылданбаса, онда иілу мөлшерін тексермесе де болады. 
 
2.4.2. Арқалықтың жалпы орнықтылығын 
тексеру және қамтамасыз ету 
 
Арқалықтың  жалпы  орнықтылығын  (115)  формуламен  тексеріледі. 
,
c
y
c
б
R
W
М



  бұл  жерде:   
б

  -  (116)  формуламен  есептелініп  табылады 
R
E
l
h
J
J
x
y
2
0
1












 

  -  коэффициенті  арқалықтың  бұралуға  қарсылығына 
байланысты анықталады.  


 құрама арқалықтар үшін келесі формуламен табылады

 
 























3
3
2
0
0
1
8
f
f
f
f
t
b
t
a
b
h
t
l


  
 
 
 
 
            
 
 
    (137) 
 

136 
бұл  жерде: 
0
l
–  арқалықтың  сығылатын  белдеуінің  көлденең  жылжуға 
қарсы  бекітілген  есепті  ұзындығы

 


0
0
;
5
,
0
h
h
a
  белдеу  өстерінің 
арақашықтығы

 
f
b
  және   
f
t
–  сығылатын  белдеудің  ені  мен  қалыңдығы

 


t
арқалық қабырғасының қалыңдығы. 
2.5. мысал. 2.3 пен 2.4 мысалдардағы келтірілген пісірілген арқалықтың 
жалпы орнықтылығын және иілу мөлшерін тексеру керек. 
 
1. Арқалықтың беріктігін тексеру 
 
Белдеудегі  тік  кернеудің  ең  үлкен  мәні  арқалық  ортасында  2.4 
мысалда тексерілді (
;
49
,
28
2
см
kH


 кернеулігі 
5
%
72
,
1


). 
Арқалықтың  тіреу  қимасындағы  беріктік  жанама  кернеу  бойынша 
(110) формуламен тексеріледі. 
 
2
2
1
1
max
16
91
,
9
4
,
1
5
,
1560447
3
,
10969
95
,
0
81
,
2078
см
kH
см
kH
t
J
S
Q
n













 
 
1
S
 – арқалықтың жарты қимасының статикалық моменті: 
 
3
2
2
0
1
1
3
,
10969
8
164
4
,
1
2
167
3
25
8
2
см
h
t
h
t
b
S
f











 
 
Шабақ  астында  қабырғада  пайда  болатын  жергілікті  кернеуді  (135) 
формуламен табамыз. 
 


2
2
28
13
,
5
3
2
5
,
11
4
,
1
85
,
1235
см
kH
см
kH
l
t
F
ж
ж










 
 
бұл жерде: 
kH
F
85
,
125
2
6
95
,
41
2



 шабақтың тіреу күші (2.2 мысалды қара) 
см
t
b
l
f
ж
5
,
17
3
2
5
,
11
2






  –  қадала  әсер  ететін  жүктің  аралық 
қабырғасына жайылу ұзындығы.  
Арқалық қабырғасына әсер ететін жергілікті кернеу бар болғандықтан 
шабақ  астындағы  белдеу  жігінде  тік,  жанама  және  жергілікті  кернеулер 
бірге  әсер  ететін  арқалық  қимасы  өзгерген  жердегі  беріктігін  (136) 
формуланы пайдаланып тексереміз. Қима өзгеретін жердегі беріктігі:  
 
c
y
кел
f
f
б
б
R
см
kH
см
h
t
b
S
см
kH
t
J
S
Q
см
kH
h
h
W
M





































15
,
1
04
,
24
9
,
3
3
08
,
23
3
6150
82
3
25
2
9
,
3
4
,
1
5
,
1560447
6150
1385
08
,
23
170
2
,
18358
164
095
,
0
10
17
,
4624
2
2
2
2
1
2
1
3
0
2
1
1
2
2
1
1
1
 

137 
Жергілікті кернеу әсер ететін қимада  
 


kH
Q
м
kH
М
м
x
1
,
1559
;
9
,
3637
2
2
2




. 
 
2
2
1
16
,
18
164
17
18358
095
,
0
10
17
,
4624
см
kH







 
 
Екі  тексеру  де  арқалықтың  жалпы  орнықтылығының  қамтамасыз 
етілетінін көрсетті.  
 
2. Арқалықтың иілу мөлшерін тексеру 
 
Қарастырып отырған мысалда арқалықтың иілу мөлшерін тексермесе 
де болады, өйткені арқалық биіктігі ең кіші биіктікке тең 


min
h
h
a

. 
 
2.4.3 Арқалық элементтерінің жергілікті орнықтылығын  
тексеру және қамтамасыз ету 
Сығатын  тік  немесе  жанама  кернеулер  әсерінен  конструкция 
элементтерінің  жергілікті  томпаюы  олардың  жергілікті  орнықтылығын 
жоғалтуы – деп аталады.  
Арқалықтардың  сығылған  белдеуі  тік  кернеудің  әсерінен,  қабырғасы 
тік,  жанама  кернеулердің  жеке-жеке  және  бірге  әсерінен  жергілікті 
орнықтылықтарын жоғалтулары мүмкін. 
Арқалық  элементтерінің  біреуінің  жергілікті  орнықтылығын 
жоғалтулары олардың толық немесе бір бөлігінің жұмыстан шығуына әкеп 
соғады.  Бұл  құбылыс  –  арқалық  қимасының  есепті  сипаттамаларын 
кішірейтіп,  симметрияларын  жоғалтпауына,  сөйтіп  иілу  орталығының 
өзгеруіне,  сөйтіп  арқалықтың  жүк  көтеру  мүмкіндігін  жоғалтуына  әсер 
етеді.  Ең  қауіпті  кернеудің  әсерінен  белдеу  жолағының  орнықтылығын 
жоғалтуы кезінде:  
 


2
2
2
2
1
12






















a
t
k
a
t
E
c
t
a
N
cr
сr



   
 
 
 
         
 
 
   (138) 
 
бұл  жерде: 
cr
N
  –  ең  қауіпті  күш

 
c
  –  қима  бойына  кернеудің  таралуына, 
белдеудің бекітілу түріне байланысты функция

 
E
 – серпімділік модулі

 

 
– Пуассон коэффициенті. 
Егер  арқалық  элементтеріне  әсер  ететін  кернеулердің  жеке  мәндері, 
немесе  бірге  әсері  ең  қауіпті  шамаларынан  артқанда,  онда  олар  өздерінің 
орнықтылықтарын жоғалтады. 
 (138)  формуламен  табылған  кернеу  шамасынан,  белдеудегі  тік 
кернеудің  аз  болғаны  дұрыс,  сонда  оның  жергілікті  орнықтылығы 
қамтамасыз етіледі. 

138 
Арқалық  белдеуі  мен  қабырғасының  жергілікті  орнықтылықтарын 
жеке – жеке қарастырамыз. 
Сығылған  белдеу  арқалық  қабырғасына  ұзын  жағымен  топсалы 
бекітілген және қимасы бойынша тік кернеумен жүктелген ұзын қаңылтыр 
тәріздес.  Бұндай  элементтер  шеттері  томпаюы  арқылы  жергілікті 
орнықтылықтарын жоғалтады (78 сур.). 
 
 
 
Сурет 78. Арқалық белдеуінің жергілікті орнықтылығын жоғалтуы 
 
y
cr
R


  теңестіріп  және  түрлендірулер  жүргізіп  келесі  формуланы 
аламыз: 
 
,
5
,
0
y
f
шыг
R
E
t
b

 
 
 
 
 
 
 
 
            
 
 
    (139) 
 
бұл  жерде: 
шыг
b
–  шеті  шеттелмеген  белдеудің  шығысы

 
f
t
  –  белдеу 
қалыңдығы. 
Белдеудің  жергілікті  орнықтылығын  қамтамасыз  ету  үшін,  белдеу 
шығысының қалыңдығына қатынасы (139) формуладағы шамадан артпауы 
керек. 
Белдеуде  дамитын  созылымдылық  деформацияны  ескергенде,  бірақ 
аспауы керек.  
 
,
11
,
0
0

t
h
t
b
f
шыг

 бірақ 
,
5
,
0
y
R
E
 аспауы керек.                                   (139 а) 
 
Өте қалың қабырғалы арқалық үшін, егер 
y
R
E
t
h
7
,
2
0


, онда белдеудің 
шығысы келесі шамадан аспауы керек: 
y
f
R
E
t
h
/
3
,
0
0

 
 
 
 
       
 
 
        
 
 
 
(139 б) 
 
Аз  кернеуленген  арқалықтың 
f
шыг
t
b
  шекті  шамасын 

/
y
R
  көбейтуге 
болады, бірақ ол ұқ аспауға тиіс. 

139 
Қабырғаның орнықтылығы 
 
Тік,  жанама  кернеулердің  жеке-жеке  немесе  біріге  әсер  етуінен 
қабырға  жергілікті  орнықтылығын  жоғалтуы  мүмкін,  жергілікті 
орнықтылықтарын  қамтамасыз  ету  үшін  қабырғада  пайда  болатын 
толқында кесе қатаңдық қырлары қойылады (79, 
а
,б сур). 
 
 
 
Сурет 79. Тік және жанама кернеулердің әсерлерінен арқалық 
қабырғасының жергілікті орнықтылығын жоғалтуы 

а
жанама 
кернеулердің әсері; б – басты кернеулердің әсер ету траекториясы;  
в – қабырғаның орнықтылығын тексеру үшін кернеулерді анықтау 
орындары 
2
,
3


E
R
t
h
y




 сондықтан, қабырғасы қатаңдық қырымен бекітілмеген 
арқалықтар үшін ең қауіпті жанама кернеу: 
 
2
3
,
10



s
cr
R

   
 
 
 
 
 
 
 
            
 
 
   (140) 
 
s
cr
R


  теңдігінен  қабырғаның  келтірілген  шекті  иілгіштігін 
табамыз.  ҚРҚНжЕ  5.04.23-2002  сәйкес  көлденең  қатаңдық  қырларын 
келесі  жағдайларда  қою  керек

  арқалық  белдеуіне  жергілікті  жүк  әсер 
етпегенде 
2
,
3




 арқалық белдеуіне жергілікті жүк әсер еткенде 
2
,
2



. 
Қатаңдық  қырлар  арасы 
2
,
3



  болғанда 
0
2h
 
аспауы  және 
2
,
3



 
болғанда 
0
5
,
2 h
  аспауы  керек.  Қатаңдық  қыры  көбінде  арқалықтың  бір 
бетінде қойылады. Ал оның ені 
50
24
0
.
.


h
b
k
k
 кем болмауы керек. Қатаңдық 
қыры  арқалық  қабырғасына  бүтін  бір  жақты  ең  аз  қажетті  жікпен  пісіріп 
бекітілуі  керек,  оны  белдеу  жігіне  40  –  50мм  дейін  жеткізбей,  жіктің 
арқалыққа  термиялық  әсерін  әлсірету  керек.  Қатаңдық  қырларының 
қалыңдығы 
E
R
b
t
y
k
k
k
k
.
.
2

  болуы керек.  

140 
Арқалық  қабырғасы  қатаңдық  қырларымен  қайтқанда  жанама 
кернеудің ең қауіпті шамасы өседі, ол келесі формуламен анықталады: 
 
2
2
76
,
0
1
3
,
10




s
cr
R









   
 
 
 
 
 
         
 
 
 
    (141) 
 
бұл  жерде: 


  қарастырылып  отырған  бөліктің  үлкен  жағының  кіші 
жағына қатынасы

 



қабырға қалыңдығы

 
E
R
t
d
y




 

d
  бөліктің  кіші 
жағы

 

y
R
  болаттың  ығысуға  қарсыласуы.  Қатаңдық  қырын 
0
2h
a

 
тең 
етіп қойғанда, 
2


, ал 
2
26
,
12



s
cr
R

. 
Қабырғаның шекті иілгіштігі 
5
,
3



. 
Осы  айтылғанды  ескерсек  ҚРҚНжЕ  5.04.23-2002  бойынша  қатаңдық 
қырлары  қойылған  арқалық  қабырғасының  жергілікті  орнықтылығын 
келесі жағдайларда тексермеуге болады

 
-екі  жақты  пісіру  жігі  бар  жергілікті  жүгі  жоқ  арқалықтар  үшін 
5
,
3



; дәл осындай, бір пісіру жігі бар арқалықтар үшін 
2
,
3



;  
-екі жақты пісіру жігі бар жергілікті жүк әсер  ететін арқалықтар үшін 
5
,
2



.  
Симметрия  қималы  арқалық  қабырғасының  тік  кернеу  әсерінен 
орнықтылығын жоғалтуы. 
Аралық  ортасында  жанама  кернеу  әсері  әлсірейді,  тік  кернеу  әсері 
күшейеді. Арқалық қабырғасы өзінің жергілікті орнықтылығын тік кернеу 
әсерінен жоғалтады. 
Жергілікті  толқын  арқалық  өсіне  перпендикуляр,  көлденең  қатаңдық 
қырларына  параллель  бағытта  пайда  болады.  Тік  кернеудің  ең  қауіпті 
шамасы  оның  қимада  таралуына  байланысты,  ол 

  коэффициентімен 
сипатталады: 


max
min
max






. 

  коэффициенті  арқылы  өрнектелген 
сығатын  кернеудің  толықтығының  әсері  (138)  формуладағы 
k
 
коэффициентінің мәндері 17 кестеде келтірілген. 
 

141 
Кесте 17.  
(138) формуладағы 
k
 коэффициентінің мәндері 
 
коэф
ф
иц
и
ен
т 
Белдеудеде серпімді бекітілген арқалық қабырғасының 

эпюрасы 
 
 
 

 
0 
1 
2 
k
 
10 
21 

kp
c
пісірілген 
арқалықтар  
(кесте 17) 33,3 – 
тойтарма шеге 
арқылы және беріктігі 
жоғары болттар 
арқылы 
 
Қабырғаның  белдеуде  серпімді  қысыла  бекітілу  дәрежесі  келесі 
формуламен анықталады: 
 
3
0











t
t
h
b
f
f
 
 
 
 
 
 
 
 
            
 
 
    (142) 
 
бұл  жерде: 


  кран  асты  арқалықтан  басқа  арқалықтың  сығылатын 
белдеуіне  түгелдей  қатаң  төсеме  қойылғанда 



,  басқа  жағдайларда 
8
,
0


; 
f
b
 және  
f
t
 арқалық белдеуінің ені мен қалыңдығы. 
(138)  формулаға  парметрлері  қойылғанда  ең  қауіпті  тік  кернеу  келесі 
түрде өрнектеледі: 
2




y
cr
cr
R
с


   
 
 
 
 
 
 
            
 
 
   (143) 
 
бұл  жерде: 
cr
с
  –  ҚРҚНжЕ  5.04.23-2002  келтірілген  (143)  формуладағы  ең 
қауіпті  кернеуді  болттың  есепті  қарсыласуымен  теңестіріп  қабырғаның 
шекті  келтірілген  иілгіштігін 
5
,
5



  табамыз.  Егер 
5
,
5



  тең  болса, 
онда  қабырға  өзінің  жергілікті  орнықтылығын  жоғалтуымен  беріктігін 
бірге жоғалтады.  
Сонымен 
y
R
E
t
h
/
5
,
5
0


 болған кезде ғана қабырға тік кернеу әсерінен 
орнықтылығын  жоғалтуы  мүмкін.  Бұл  секілді  арқалықтар  қабырғаларын 

142 
көлденең  қатаңдық  қырларынан  басқа  сығылатын  аймаққа  қосымша 
бойлық қатаңдық қырларын да қою керек. 
 

жүктеу/скачать 7,41 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: