Главнаяа) Балки
Обработка. Трудоемкость обработки балок, выраженная через вес и количество основных деталей и строительный коэффициент трудоемкости:
Аппроксимация кривой (см. рис. V.6) при отсутствии отверстий дает значение ал об =0,055, при 5 отверстиях 0,055, при 20 отверстиях 0,06; Gо выражен в кг.
Удельная трудоемкость
Количество основных деталей может быть представлено в функции пролета:
где n' — количество деталей в сечении балки; K=0,375 при n'=3 и K=0,5 при n'=4; lдет.ср — средняя длина основных деталей для листов и универсальной стали, равная 8 м. При h≤2 м n'=3; при h≥2 м n=4; L — пролет балки.
Согласно формуле (IV. 18) вес балок по методу характеристик равен: G=αL2=ψв α1L2, где α1 — весовой коэффициент, взятый в отношении ψв.
Подставляя в формуле (V.32) значение веса и количество деталей, выраженные через основные параметры (пролет балки и нагрузку), получим
Удельная трудоемкость обработки
Коэффициент 10в3 в формуле (V.34) учитывает перевод удельной трудоемкости 1 кГ к такому же показателю на 1 т.
При сборке в кондукторе
или в функции пролета
Удельная трудоемкость
При сборке по разметке
или в функции пролета
Удельная трудоемкость
Коэффициенты ак сб, bк сб и ар сб получены в результате аппроксимации кривых (см. рис. V.8) и равны: ак сб=0,2; bк сб=0,25*10в-3; ар сб=0,027 при L≤12 м и ар сб=0,035 при L≥12 м; (G0 в кГ).
Сварка. Основные швы балок состоят из поясных и стыковых:
где nш — количество поясных швов; bп — ширина пояса балки; К1 и К2 — усредненные коэффициенты приведения стыковых швов стенки и поясов балки к поясным швам.
Принимая h=1/10L и bп=1/4h, K1 и К2 соответственно равные 2 и 4, получим
Второй член этого выражения составляет при обычных пролетах балок 0,05—0,15 от первого, поэтому принимаем в дальнейшем
Катет поясного шва при равномерно распределенной нагрузке приближенно равен:
Трудоемкость сварки основных швов балки
В балках под статическую нагрузку размеры поясных швов, определяемые расчетом, обычно значительно меньше минимального размера, принимаемого по конструктивным соображениям. В связи с этим в формулу (V.42) необходимо вводить коэффициент перехода μ от расчетного катета шва к конструктивно необходимому (8 мм). Величина μ=3/4. Можно также трудоемкость сварки определять по формуле (V.43), но ввести в нее единичную трудоемкость сварки шва tш по табл. IV.2 для автоматической сварки с катетом 8 мм.
В этом случае
Трудоемкость сварки всех деталей приводится к виду:
Как видно из формулы (V.45), трудоемкость сварки балок является функцией пролета, высоты и нагрузки.
Для балок пролетом 6—12 м под статическую нагрузку при сварке поясных швов автоматами с катетом 8 мм: η=0,1; μ=4; nш=4; К=1,1; βш=0,9; Rсв у=1500 кГ/см2, аб св=2,8*10в-3.
Для подкрановых балок катет поясных швов верхнего пояса составляет 10—12 мм, что увеличивает коэффициент aб св до 3,2*10в-3. Такую же величину аб св рекомендуется принимать для балок пролетом 18—24 м и более.
Удельная трудоемкость сварки балок
Общее уравнение трудоемкости изготовления будет иметь вид:
а) при сборке по разметке
б) при сборке по кондуктору
Удельная трудоемкость балок:
а) при сборке по разметке
б) при сборке по кондуктору
При изготовлении конструкций из сталей повышенной и высокой прочности в уравнения (V.47) и (V.48) должны быть введены коэффициенты повышения трудоемкости отдельных операций, равные для низколегированной стали Кт об=1,1; Кт св=1,3; для высокопрочной стали Кт об=1,35; Кт св=1,5 при ручной и Кт св=1,3 при автоматической сварке.
Уравнения показывают, что трудоемкость изготовления сплошных балочных конструкций в зависимости от пролета меняется не по линейному закону. Трудоемкость отдельных операций описывается различными законами: трудоемкость обработки и сборки в формуле (V.47) меняется по параболическому закону, трудоемкость сборки в формуле (V.48) — по закону, близкому к линейному. Трудоемкость сварки меняется по закону, более высокому, чем квадратичный. Зависимость трудоемкости изготовления от нагрузки менее слабая, чем зависимость от веса. Удельная трудоемкость балок меняется в зависимости от пролета по гиперболическому закону.
По приведенным уравнениям построены графики зависимости трудоемкости от пролета и нагрузки. Нагрузка принята равномерно распределенная интенсивностью от 5 до 20 т/м; пролет балок от 6 до 30 м. Трудоемкость определена на балку и удельная (на 1 т) (рис. V.16).
б) Фермы
Трудоемкость обработки фермы и удельная трудоемкость:
Аппроксимация кривых на рис. V.6 дает значения ауг об и bуг об для уголковых деталей без отверстий, равные соответственно 0,085 и 0,5*10в-3, с 5 отверстиями 0,145 и 0,55*10в-3; с 20 отверстиями 0,302 и 0,52*10в-3 (Go в кг).
Выразим трудоемкость в функции основных парам— пролета и нагрузки. Количество основных деталей в ферме с параллельными поясами или трапециевидной из парных уголков с треугольной решеткой и дополнительными стойками
Для ферм пролетом 24—36 м а=2; m=L/d, где m u d — количество и размер панели по верхнему поясу. Тогда
Пренебрегая единицей и полагая d = 3 м, получим
Для такой же фермы из одиночных уголков и труб K=0,75, при шпренгельной решетке K=2,2.
Таким образом, получаем трудоемкость обработки ферм в функции пролета и нагрузки
и удельную трудоемкость
Трудоемкость сборки ферм, как указано ранее:
удельная трудоемкость
Или в функции пролета и нагрузки
Сварка. Количество основных швов на ферму определяем по формуле (V.9). Выражение в квадратных скобках можно представить в функции пролета. При h=L/8; m=L/d; d=3 м; Кст=5/6 оно равно примерно l/2; следовательно:
Задавшись величиной катета шва, например hш=6 м, получим трудоемкость сварки фермы
Удельная трудоемкость сварки
Уравнения трудоемкости изготовления фермы и удельной трудоемкости имеют вид:
При изготовлении конструкций из стали повышенной и высокой прочности, аналогично тому как было указано для балок, вводятся коэффициенты повышения трудоемкости на отдельных операциях.
Закономерности изменения трудоемкости ферм в зависимости от пролета и нагрузки приведены на рис. V.17.
в) Колонны и стойки
а) Колонны и стойки сплошного сечения. Трудоемкость обработки этих конструкций определяется по тем же формулам, что и трудоемкость обработки балок (V.31), (V.32), поскольку листовые детали их по форме, размерам и технологии обработки идентичны деталям балок.
Сборка колонн производится, как правило, по кондуктору, поэтому для определения трудоемкости сборки колонн следует пользоваться формулой (V.35).
Размер основных сварных швов колонн обычно принимается по конструктивным соображениям, поэтому для определения трудоемкости сварки можно пользоваться формулой (V.44). Величина коэффициента, учитывающего стыки, может приниматься такой же как и для балок.
Итак, трудоемкость изготовления колонн сплошного сечения
б) Колонны и стойки решетчатые. Поскольку в колоннах размеры и вес решетки по сравнению с ветвями колонны значительно меньше, то трудоемкость решетки колонн можно учитывать строительными коэффициентами трудоемкости. Однако в этом случае трудоемкость должна рассматриваться как сумма по отдельным ветвям колонны. Обычно колонны постоянного сечения по высоте имеют две ветви. В колоннах со сплошной надкрановой и решетчатой подкрановой частью формула (V.62) также справедлива, но трудоемкость обеих частей следует определять раздельно.
Необходимо также помнить, что строительные коэффициенты трудоемкости операций в решетчатых колоннах будут значительно выше, чем в сплошных, из-за более высоких строительных коэффициентов веса, учитывающих вес решетки.
Количество деталей в функции высоты выражается аналогично показанному для балок: n0 = КН, где H — высота колонны, K=0,375 для двутаврового сечения с прокатными ветвями и K=0,75 для такого же сечения с составными ветвями в виде сварных двутавров или швеллеров.
Уравнение трудоемкости изготовления в функции основных парам будет иметь вид:
г) Приближенные формулы
Ранее уже указывалось, что трудоемкость изготовления конструкции может быть приближенно представлена как T = K√Gn.
На стадии проектирования эта зависимость будет иметь вид:
Используя зависимость веса и количества деталей от нагрузки и пролета, получим для балок и ферм
Формулы (V.64) и (V.64a) приближенны, но они достаточно хорошо отражают закономерность изменения трудоемкости от двух главных производственных показателей — проекта конструкции — веса и количества деталей и могут быть рекомендованы для расчетов при упрощенном сравнении вариантов компоновочных решений.
