Главная Обратная связь

Дисциплины:






Центрально сжатой колонны



 

Необходимо запроектировать стержень, оголовок и базу центрально сжатой сквозной колонны из прокатных профилей – двутавров или швеллеров. Все данные из примера 3.

Конструирование и расчет стержня

Сквозной колонны

 

Задаемся гибкостью стержня колонны l = 40 и по таблице 72 [1] определяем значение коэффициента j = 0,874 для стали класса С345 при Ry = 31,5 кН/см2 . Требуемая площадь сечения:

Рисунок 4.1 – Сечение сквозной колонны

Принимаем сечение из двух двутавров №36 (рисунок 4.1). Геометрические характеристики сечения двутавра: Aдв= 61,9 см2, Jx дв = 13380 см4, ix дв = 14,7см, Jy дв = 516 см4, iy дв = 2,89 см.

Проверяем сечение относительно материальной оси (ось Х). Гибкость колонны:

По таблице 72 [1] jх = 0,846. Устойчивость колонны относительно материальной оси:

Недонапряжение составляет:

больше 5%, однако для прокатных профилей такое недонапряжение допустимо, поэтому оставляем сечение из двух двутавров №36.

Из условия равноустойчивости колонны относительно обеих осей (Х и У) принимаем lх = lef . Для двухветвевых стержней необходимо учитывать повышенную гибкость относительно свободной оси (ось У) за счет деформативности решетки. Задаемся гибкостью ветви l1 = 25 (рекомендуется 20…40) и определяем требуемую гибкость относительно оси У:

после чего вычисляем требуемый радиус инерции:

.
см
6
,
17
2
,
38
671
λ
l
i
тр
y
y
тр
y
=
=
=

По таблице 3.1 определяем коэффициент ay = 0,52 и вычисляем требуемую ширину сечения:

Принимаем b = 34 см. Зазор b1 между полками двутавров не должен быть менее 15,0 см из условия окраски внутренних поверхностей колонны. Проверяем условие:

где bп = 14,5 см – ширина полки двутавра №36.

Проверяем сечение относительно оси У. Требуемая длина ветви (расстояние между планками):

Принимаем окончательно длину ветви l1 = 75 см. Уточняем ее гибкость:

Задаемся сечением планки: hs = 0,5×b = 0,5×34 = 17см (рекомендуется hs = 0,5b...0,75b); ts = 10 мм (рекомендуется (1/10...1/25)×hs или 6...10 мм). Момент инерции планки:

Длину планки принимаем на 8…12 см больше величины зазора:

Определяем момент инерции сечения колонны относительно оси У:

Определяем соотношение погонной жесткости планки к погонной жесткости ветви:

В соответствии с таблицей 7 [1] при таком соотношении приведенная гибкость определяется по формуле:

где ly – гибкость стержня относительно свободной оси:



n – коэффициент, равный:

По таблице 72 [1] по приведенной гибкости вычисляем коэффициент jу = 0,837 и проверяем устойчивость стержня относительно свободной оси:

Устойчивость стержня относительно свободной оси обеспечена.

 

Расчет планок сквозной колонны

 

Расчет планок выполняем на условную перерезывающую силу Qfic , которая вычисляется согласно п. 5.8* [1] по формуле:

Условная поперечная сила распределяется поровну между планками и их расчет сводится к расчету элементов безраскосных ферм (рисунок 4.2).

 

 

Рисунок 4.2 – К расчету планок сквозной колонны

 

 

Планки рассчитываются на следующие усилия:

а) на силу среза планки FS , определяемую по формуле:

б) на момент в планке MS

Рисунок4.3– К расчету сварных швов планки

Планка приваривается к полкам двутавров угловыми швами (рисунок 4.3). Задаемся параметрами сварки: сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа, положение шва – нижнее, диаметр сварочной проволоки 2 мм. Сварочная проволока марки СВ-08Г2С (таблица 55* [1]), расчетное сопротивление металла шва Rwf = 21,5 кН/см2 (таблица 56 [1]), расчетное сопротивление металла границы сплавлении:

где Run = 47 кН/см2 – нормативное сопротивление листового проката стали С345 толщиной 10...20 мм по временному сопротивлению (таблица 51* [1]).

Предварительно задаемся катетом шва kf = 12 мм, тогда коэффициенты проплавления шва по таблице 34* [1] равны bf = 0,8, bz = 1,0. Сравниваем расчетные сопротивления шва с учетом этих коэффициентов:

следовательно, расчет ведем по металлу границы сплавления. Расчетная длина шва при высоте планки hs = 17 см равна:

Определяем напряжения в шве от силы FS:

и от моментаMS:

где момент сопротивления шва:

Суммарные напряжения в шве:

Прочность шва обеспечена.

 

 





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...