Определяем изгибающий момент

	,кг/см 2

Задаётся размерами планки

Толщина планки берётся по толщине стенки швеллера

S_ПЛ = 0,85

Ширина планки (конструктивно от 15... 20см)

С_ПЛ = 17см

Определяем площадь опасного сечения планки

А_ПЛ = S_ПЛ · Спл/6

А_ПЛ = 0,85 · 17/6 = 14,45см ²

Момент сопротивления сечения планки

W_ПЛ = S_ПЛ · впл/6

W_ПЛ = 0,85 · 17/6 = 41см ²

Рассчитываем напряжение в планке (если шов стыковой)

	,кг/см

Проверяем сварные швы на прочность

	кг/см 2

где R - расчётное сопротивление углового шва работающее на срез

Для стали 15ХСНД (см.таб.4)

для данной стали:

= 2000 кг/см

425 < 2000

Вывод: т.к.

, то шов рабочий.

 

Выбор швеллера

База колонны имеет опорную плиту, через которую происходит распределение нагрузки на фундамент

Для бетонного фундамента R_ФУН = 50-80 кг/см 2

Сталь прокатная – швеллеры (ГОСТ 8240-72) h - высота швеллера; b – ширина полки; d – толщина стенки; t – средняя толщина полки; J – момент инерции; W – момент сопротивления; i – радиус инерции; S – статический момент полусечения; Z0 – расстояние от оси у-у до наружной полки стенки

 

 

РАСЧЕТ СВАРНОЙ КОЛОННЫ

 

Схема заданной колонны.

 

F Оголовок

 

 

 

Стержни(ветви)

 

База

 

 

2.Схема закрепление данной колонны: один конец жестко, второй- шарнирное. Направление ветвей: 1-ый вариант

F= 90кН 2-ой вариант

H=700см Материал:

1 -ый вариант: Ст3

 

2 -ой вариант: 10ХСНД

Ϭ = F/(A*φ)≤R - условие жесткости колонны

 

где Ϭ – напряжение в колонне, кг/см².

3. Расчёт ведем методом подбора, задаем «φ» в пределах (0.65-0.95). Коэффициент «φ» зависит от материала и гибкости стержня и определяется по таблице. Задаем коэффициент продольного изгиба «φ» произвольно.

 

φ = 0,75

 

4. Расчёт площади сечения (швеллера).

 

где φ – коэффициент продольного изгиба

А – площадь швеллера, см

F_мах – максимальная нагрузка, кН

R– Расчетное сопротивление металла, кг/см²

 

Данной площади соответствует швеллер № 27, т.к. необходимо выполнить условие прочности.

Выписываем данные из сортамента, который нужен для расчета.

²

А_шв=35,2

I_x=4160 см

I_y=262 см

i_x=10,9 см

i_y=2,73 см

Z₀=2,47 см

-это расстояние от центра тяжести до крайнего волокна стенки.

5. Проверяем условие равноустойчивости сварной колонны по условию жесткости и площади сечения по сортовому прокату.

Ϭ = 2100 – условие жесткости выполняется

По условию гибкости оси Х

Уточняем значение коэффициента продольного изгиба

 

)

 

= 0,92-0,045=0,88

 

Значения коэффициента продольного изгиба

 

λx	Ст3	15ХСНД	10ХСНД
	1.0	1.0	1.0
	0.97	0.95	0.95
	0.92	0.89	0.88
	0.86	0.78	0.77
	0.75	0.63	0.59
	0.60	0.46	0.43
	0.45	0.33	0.31

 

40 <λ_x< 60

8. Проверяем условие жесткости по новому значению

Вывод: швеллер № 27 подходит для сечения данной колонны.

σ ≤ R;

1451 кг/см² ≤ 2100 кг/см²

9. Определяем расстояние между планками

λ_в = 30…40 – данные СНиП

 

i_y=2.73см

 

l₁=λ_в *i_у = 30*2.73=82 см

= 120 – для основных колонн

Определяем приведенную гибкость

 

Расстояние между швеллерами (полки направлены в противоположные стороны)

 

см – если направление

Схема закрепления для определения LПРИВ

2H

0.7H

H

0.5H

 

Практическая работа № 4

Расчет колонны (В -)

 

Задание: подобрать сечение центрально сжатой колонны из двух швеллеров, расположенных полками во внутрь и соединенных между собой планками, если расчетная нагрузка N = 70 т.с., высота колонны H = 6 м., опирание концов шарнирное, сталь Ст 3.

Цель: расчет и проектирование сварной колонны по заданным условиям.

 

Порядок выполнения работы

1. Определить необходимую площадь сечения.

2. Определить соответствие площади к заданным условиям.

3. Определить гибкость относительно оси х.

4. Определить коэффициент продольного изгиба.

5. Определить расстояние между планками.

6. Определить необходимую гибкость по оси у.

7. Определить расстояние между швеллерами.

8. Проверить радиус инерции и уточнить гибкость колонны.

9. Уточнить гибкость одной ветви.

10. Определить приведенную гибкость.

11. Сделать вывод.

1. Задаем коэффициент продольного изгиба 2. Определяем необходимую площадь сечения

По сортаменту (из проката) выбираем ближайший профиль необходимого швеллера, у которого площадь будет равна

В сортаменте есть такая площадь, это швеллер № 18а, у которого площадь

А_1шв = 22,2 см² (по прокату)

Выписываем остальные значения

I_x = 1190 см⁴

i_x = 7,32 см

I_y = 105 см⁴

i_y= 2,18 см

Z₀ = 2,13 см

 

3. Определяем гибкость относительно оси х, но предварительно определяем соответствие площади к заданным условиям

	кг •с/см2

 

< R	! => данный швеллер по площади не подходит по заданным условиям. Выбираем шов № 20, где А1шв = 23,4 см2.

Выписываем остальные значения

I_x = 1520 см⁴

i_x = 8,07 см

I_y = 113 см⁴

i_y= 2,20 см

Z₀ = 2,07 см