Сварная колонна (стр. 1 из 2)

Содержание

Задание ………………………………………………………………….…….2

Расчет сварной колонны ……………………………………………….….…3

Расчет верхней части колонны ………………………………………………3

Расчет нижней части колонны ………………………………………………5

Расчет и конструирование узлов колонны ………………………………….8

Список использованной литературы ……………………………………….13

Спецификация ……………………………………………………………….14

Задание

Рассчитать и спроектировать сварную ступенчатую колонну промышленного одноэтажного здания для поддержания кровли и подкрановых путей. Колонна закреплена к фундаментальной опоре болтами жестко с соблюдением нераскрытия стыка.

Рис.1. Расчетная схема колонны

Исходные данные

Расчет сварной колонны

Несущие элементы внецентренно сжатой сварной колонны будем выполнять из низкоуглеродистой спокойной стали Ст3сп ГОСТ 380-88.

Расчет верхней части колонны

Расчетная длина верхней части колонны

,

где

- коэффициент приведения длины; при шарнирном закреплении верхнего конца и жестком сочленении верхней и нижней ветвей колонны принимаем

Определяем ориентировочно требуемую площадь сечения верхней части по формуле

,

где

- коэффициент продольной устойчивости, при ;

- расчетное сопротивление металла, из которого проектируется колонна; ([2], с.98);

- коэффициент неполноты расчета, ([1], с.4)

Примем верхнюю ветвь колонны в виде сварного широкополочного двутавра.

Назначим высоту поперечного сечения двутавра с учетом длины

в пределах 300…600 мм.

Принимаем высоту двутавра

; толщину стенки ; толщину полок

Рис.2. Поперечное сечение верхней ветви колонн

Сечение колонны:

пояса – 2 листа 250×16 мм, площадью 2×25×1,6 = 80 см²;

стенка – 1 лист 300×12 мм, площадью 30×1,2 = 36см²

Площадь верхней части колонны

Находим геометрические характеристики принятого сечения

При этом должно выполняться соотношение

Проверим правильность выбранных размеров сечения по формуле

где

- площадь фактически принятого сечения;

- коэффициент продольности изгиба ветви относительно оси с учетом действительных значений

Местная устойчивость полок двутавра будет обеспечена, если

,

где

для стали С38/23 при ([1], с.6)

Местная устойчивость стенки будет обеспечена, если

Расчет нижней части колонны

Нижняя часть колонны воспринимает, кроме сжимающей силы, значительный изгибающий момент. Колонна составного сечения работает как ферма с параллельными поясами.

Колонну изготавливаем из прокатных двутавров. Фасонный прокат выбираем по ГОСТ 8239-72.

Рис.3. Схема продольных усилий в ветвях колонны.

Определяем продольные усилия в ветвях колонны в момент действия трех сил (Р₁, Р₂, Р₂) по формуле

Расчетная длина стержней нижней ветви плоскости колонны

,

где

Назначим двутавр № 45 ГОСТ 8239-72:

Назначим наибольший размер сечения

Рис.4. Сечение нижней части колонны

Тогда продольные усилия в ветвях колонны при действии двух сил (Р₁ и Р₂) определяем по формулам:

,

где

Требуемая площадь ветвей колонны

Площадь сечения назначенного двутавра № 45

Проверим устойчивость обеих ветвей в плоскости колонны по формуле:

,

где

- коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии, взятый из таблиц в зависимости от гибкости ветви на расстоянии между узлами планки

→

Устойчивость ветвей из плоскости колонны

,

где

- коэффициент продольного изгиба ветви относительно оси , с учетом расчетной длины ветви

→

Устойчивость в плоскости действия момента

,

где

;

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по условной приведенной гибкости

Так как у нас прямая решетка,

, то

Расчет соединительных планок