Стыковое соединение трубчатого стержня с листовой полосой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6086 4 В 1/ 5 НОЙ КОМИТЕТЯМ И ОТКРЫТИЯМ ОСУДАРС ПО ИЗОБР ПРИ ГКНТ ТЕПЬСТВУ(56) Новиков В.И., Ковтуненко В.АВыбор толщины торцового. листа элементов решетки в трубчатых узлахфасонками. 1986. (Информ. письмо/АН УССР, Ин-т электросваркиим. Е.О, Патона; 1 48 (547.(54) СТОКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБЧАТОГОСТЕРБ 1 Я С ЛИСТОВОЙ ПОЛОСОЙ(57) Изобретение относится к строительству и может быть использованов строительных металлоконструкцияхпри соединении трубчатых стержней сдругими элементами через листовыефасонки. Цель изобретения - снижениеметаллоемкости соединения. Соединение обьединяет трубчатый стержень 1и листовую полосу 3, расположе нуюсоосно с трубчатым стержнем. Листовая полоса 3 прикреплена к стержнючерез установленную между ними оболочку-вставку 4. На торцекреплена листовая диафраг4)6086 прямоугольника, в сечении соответствующего Форме листовой полосы 3. 11 оверхность оболочки-вставки образована двжением прямолинейной образующей, у которой один конец перемещается вдоль торца трубчатого стержня1 со скоростью, пропорциональнойдлине его периметра, а другой конец -вдоль торца листовой полосы 3 соскоростью, пропорциональной удвоенной его длине, проходя его дважды,сначала в Одном направлении, а потомв другом. При этом форма поверхностиоболочки-вставки 4 описывается Формулами: 2= Н;-/2 с с 7 /2; Об 41,а толщина стенки оболочки-вставкипеременная и определяется по формулам: КО) СОЯ 1 Ми( (с( ( ф Р ) созе Ч) А ( я 1 п 1 Ю А,.(,4= агссояА, Арсоя ы + Р и/7( /;( зх сов +- ) полосы; Изобретение относится к строительству и может быть использовано Б строительных металлоконструкциях при соединении трубчатых стержней с листовыми полосами, в том числе при соединении трубчатых стержей с другми элементами через листовые Фасонк.Цель гзобретеня - снижение ме - талло емко сти со едпения . ОПа Фиг,изображено предлагаемое стыковое соединение, разрез; на фиг, 2 - схема построения соед- тельного элемента; на фг. 3 - схема распределения усилий в соединитель ном элементе; на Фиг. 4 - схема деФормированпя в соединительном элементе.Соединение содержит Расположен(ые соосно трубчатый стержеьс пр креплеой Б его.торце лстовой диа - фрагмой 2, листовую полосу 3, установленную между ними оболочку-вставку 4 и соединяющие их сварные швы 5. Толщина диафрагмы 2 соизмерима с тол щиной стееки трубчатого стержня и принимается из условий достаточности его жесткости для предотвращения деформирования. торца трубчатого стерж - ня и обеспечения качественных свар 1ных швов.Один торец оболочки-вставки имеет форму кольца, размеры которогосоответствуют сеченю трубчатого стержня 1, а другой торец - форму 35 где Х,У,2 - декартовые координатыточек поверхности сцентром координат, находящимся Б центре тор- (5цового сечения трубчато. го стержня, с осью 2,направленной вдоль центральной оси трубчатогостержня в сторону листо Овой полосы, и с осьют, лежащей в срединнойПЛОСКОСТИ ЛИСТОБОЙ ПОЛОСЫ- угол между осью Х и радиусом, проведеым из 55центра координат в конецобразующей, лежащей наторцовом профиле трубчатого стержня; Х = + ,- Р ) К со я О(;( - Ъ) К Я.ПМ+ РПО(/%;- отношение расстояния- между концом образующей, лежащим на торцовом проФиле трубчатого стержня, и текущей точкой поверхности с координатами Х,У, 2, лежащей на этойобразуюцей, к длине образующей;радиус срединной поверхности трубчатого стержня;- ширина торцового сечения листовой полосы;расстояние между торцовыми сечениями трубчатого стержня и листовой1:(С 1,/Ъ ) - толщина стенки оболочки-вставки н точке, спределяемой параметрамцР 5 толщина стенки трубчатого стержня;угол между осью 2 и образующей;минимальный из углов10 по абсолютной величине; расчетное предельное напряжение растяжения материала оболочки- вставки; 15 расчетное предельное напряжение материала трубчатого стержня; коэфФициент продольного изгиба трубчатого стерж ця, регламентцруюший величину снижения расчетного напряжения в трубчатом стержне, вставка 4 может быть 25 апцн бь -б ТОболочкапредставлена как система прямых соединительных стержней 6, связывающих торцы трубчатого стержня и листовой полосы (фиг. 2). При неограниченном увеличении количества стержней 6 эта 30 система строится так, что через нее обеспечивается равномерная передача усилий между соединяемями трубчатям стержнем и листовой полосой. Для этого сечение профиля листовой полосы 3 разбивается на и равных участков (на фиг. 2 и = 8), из концов которых выходят 2 и . соединительных прямых стержней, оканчивающихся на торцовом профиле трубчатого стержня на 40 одинаковом расстоянии друг от друга. На фиг. 3 показана схема усилий, связанных с произвольным д-м соединительным стержнем АВ. К этому стержню примыкает 1/2 часть сечения трубча того стержня Ет = 2 р Г.8, и на этот стержень в напранлеццш вдоль оси 2 действует сила Т; = Т/2 и (Т - суммарная продольная сила в трубчатом стержне).50При этом в стержне АВ возникает сила Р = Т,/соя Ч;, где 4; - уголмежду АВ и осью трубчатого стержня,а реакция в плоскости ХУ/1.; = Т рфвоспринимается торцовым Фланцем.При допущении, что соединительныйстержень остается при деформированиипрямым, а также при допущении абсолютной жесткости торцового Фланца всвоей плоскости схема деформцронацця имеет вцд, показанный на Фцг, 4; стержень растягивается ца нелцчцну Д 1., перемешеццем точки В н положецце 1В, а затем после поворота ца угол1АФ н положение В ца нертикальноирпиши ВВ . Из силовой схемы, псказаццой ца Фцг. 3, следует, что ЕЕ, соя 9, ЕР,где Е - модуль упругос тц;Г; - плошадь сечения 1-го стержняа из схемы пеформцрованця, показанной на Фиг. 4, следует, что Е, связана с величиной д изменения расстояния Н между тсрцамц трубчатого стержня и листовой полосы зависимо- стью(4) 6 Е, = АН, соя Ч; Условие равенства всех б 11; дает НТ; 1Е 1 Е 11 Н соя Ч;(5) Величина А 11 определяется цз условия минимального расхода материала АН =Е соя Ч(6) где 0 - расчетное предельное напряжение растяжения материалаоболочки-вставки,Подстановка (6) и (5), с учетом выражения Т; через Т, а также учет того, что ГТр = КТ/ОТ, даетЕтр соя Ч, 5 2 и соязч; Переменную толщину оболочки выбирают такой, чтобы стержни, вырезаемые из оболочки нормальными сечениями, проходящими через соседние образующие, имели постоянные по всей длине площади поперечных сечений, определяемые формулой (7). Формулировка этого требования с помощью соотношений дифференциальной геометрии дает в результате формулу (2).Соединительная оболочка-вставка, 1построение которой описано вьппе, может быть изготовлена, например, спо-, собом литья. При этом поверхность1476.185 рой соизмерима с толщиной стенкитрубчатого стержня а соединительныйэлемент выполнен в виде оболочкивставки, поверхность которой образована прямолинейной образующей приперемещении одного ее конца вдольторца трубчатого стержня со скоростью, пропорциональной длине его 10 периметра, при одновременном перемещении другого кона вдопь торцалистовой полосы сначала в одцом направлении, а потом в противоположном со скоростью, пропорциональной 15 удвоенной его длине, причем координаты поверхности оболочки определяютсяпо формулам: Х = + (1 -Р) К созэ(;20 У = (1 - ) К з 1 пМ +5 РЫЙ; рн; 25 --011 2 3, 2 Ог1 где Х,У,23035 45 Формула изобретения 50 55 форьы для литья может быть прокоцтрО- лирована, например, натяжецем цитеи ца контуры круга ц прямой линии (фиг. 2), а переменная толцц 11 может быть вычнс,ен с некоторым шагом па - раметров Ж ц Р по формулам (2) .Соединение трубча то го стержня, фланца, обогочкц - вставки , листовой полосы в цельный узел может быть произведено сваркой (сриг. 1) .РЯ 11 ионап 1 ЦЕСТ ЕОНСТРУКТЦБЦ 011 роръ 1 ъ 1 саедивпя закгюча ется в том, что функию Обеспечения цедеформцруемости торца трубчатого стержня в его продольном вправлении выпогняесое - дгпительцая обогочка-вставка. Р результате отпадает необходимость испогьзовация фг 1 анца Ооге 1 толпины что в прототипе обусловчео необходимостью обеспеченя це е Орцруемости флаца ат его поперечного изгиба, вызываемого действием продольных сил в торцовом сечении трубчатого стержня. Это позволяет существенно снизить металлоемкость равнопрочного соединения трубчатого стержня с листовой полосой. Так, для трубчатого стержня с радиусом В., равным 18 мм,с толщиной стенки 8 мм, стыкующегося с листовой полосой шириной П = 2 К, применение предлагаемого соединения при его разьере П = 4 Р, позволяет по сравнецю с прототипом снизить вес соединения примерно в 4 раза.1Предлагаемое стыковое соединение может использоваться це только в качестве равцопрочцого соединения, но и в узлах соеди Опий, це требующих равцопрочцости, например при величине коэффициента продольного изгиба трубчатого стержня Е, меньше единицы в случае неполной нагруженцости сечения трубчатого стержня,Б таких узлах соеднцений толщина оболочки-вставки определяется с использованием в формулах (2) коэффициента продольного изгиба. Стыковое соединение трубчатого стержня с листовой полосой, расположенных соосно, включающее соединительный элемент, размещенный между ними, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения металлоемхости, на торце трубчатого стержня закреплена листовая диафрагма, толщина котодекартовые координатыточек поверхности сцентром координат, находящимся в центре торцового сечения трубчатого стержня, с осью 2,направленной вдоль центральной оси трубчатогостержня в сторону листовой полосы, и с осью У,лежащей в срединнойплоскости листовой полосы;угол между осью Х и радиусом, проведенным изцентра координат в конец образующей, лежащейна торцовом профилетрубчатого стержня;отношение расстояниямежду концом образующей,лежащем на торцовомпрофиле трубчатогостержня, и текущей точкой поверхности с координатами Х, У, 2, лежащей на этой образующей,к длине образующей;радиус срединной поверхности трубчатогостержня;1476086 Составитель Ь. Техред Ц.Дидик ор Л. Пилипенко еда Лежни Подписно тираж 645 КНТ СС зобретениям и открытиям Раушская наб д. 4/5