Проектно-технологічний розділ. 
Проектування зварної конструкції

Колона працює на центральне стиснення під дією тиску, який оказується балками які спираються.

Рисунок 2 — Розрахункова схема колони.

Розрахунок перетину по першому варіанту

При першому варіанті розрахунку колони вибираємо двотавровий перетин стержня суцільної колони.

Задаємося в першому приближенні значенням коефіцієнту прокольного згину (= 0,7 — 0,9).

Підбирається гнучкість стержня, яка відповідає прийнятому значенню та розрахунковому опору на розтягнення R.

(1).

де R — розрахунковий опір, кН (для визначення необхідно перевести вкН/cм²);

N — навантаження на колону, кн.;

— коефіцієнт прокольного згину.

A=.

Визначення розрахункової довжини колони в залежності від способу закріплення кінцівок.

lx + ly +lef = H (2).

де H — висота колони;

— коефіцієнт розрахункової довжини.

Lx = ly = lef =10 000,5 = 500.

Визначення габаритів перетину.

Рисунок 3 — Схема перетину колони.

Потрібні радіуси інерції, і_Х, см (мм) визначаємо за формулою.

ix = iy = (3).

ix = iy = = 8,33.

Потрібні висота та ширина перетину які знаходяться з співвідношення,.

b, h, см (мм) визначаємо за формулою.

h = (4).

b = (5).

де та — коефіцієнти симетрії (в роботі для усіх видів колон прийняти = 0,43, = 0,24).

h = = 19,37.

b = = 34,7.

Для найбільш розповсюдженого двотаврового перетину, в якого 2, приймають b hw, керуючись конструктивними мисленнями та можливістю автоматичного зварювання поясів до стінок.

Підбір товщини стінки та поясів, t_w, см (мм) визначаємо за формулою.

tw = (6).

tw = = 0,46.

Товщину необхідно округлити до цілого числа.

Площа двох поясів А_f, см² (мм²) визначаємо за формулою А_f = А — h_w t_w (7).

Af =96.15 — 410,46 = 38.64.

Товщина одного поясу, t_f, см (мм) визначаємо за формулою.

t_f (8).

tf = = 1,52.

Слід досягти такого розподілу загальної площі перетину, щоб біля 80% приходилося на долю поясів. Прийняти розміри перетину b, t_f, h_w, t_w

Виконати перевірку підібраного перетину Визначити фактичну площу перетину за прийнятими розмірами, А_1, см² (мм²) визначаємо за формулою А₁ = А_w + 2А_f = h_w t_w + 2b t_f (9).

A1 = 41 0,46 + 234,51,39 = 114,77 = 80%.

Визначити мінімальний момент інерції, І_min, см⁴ (мм⁴)) визначаємо за формулою.

Іmin = Iy 2I f (10).

Imin = = 9513.

В курсовому проекті моментом інерції площини перетину стінки відносно осі Y знехтувати в виду його малості.

Визначити мінімальний радіус інерції, і_min, см (мм)) визначаємо за формулою.

іmin (11).

I min = =9.1.

де А₁ — фактична площа перетину, см²

Визначити найбільшу гнучкість. Визначаємо за формулою.

max (12).

_max = = 54.94.

lef не повинна перевищувати межове значення u = 120.

max‹ u.

Визначити умовну гнучкість визначаємо за формулою.

(13).

де Е — 206 * 10³ МПа = 20 600 кН/см²

л= =2.

Визначити коефіцієнт прокольного згину по одній з формул. При 0‹2,5.

= 1 — (0,073 — 5,53) (14).

= 1 — (0,073 — 5,53)2=0,815.

Якщо та відрізняються не значно, то переходять безпосередньо до.

перевірки перетину, а якщо коефіцієнт суттєво відрізняється від первинно прийнятого значення, то виконують перерахунок та коректування перетину по коефіцієнту =, виконуючи таким чином друге приближення.

==0,82.

Виконати перевірку перетину визначаємо за формулою.

R (15).

= = 22,45<28.

Визначаємо недонапруження стержня колони за формулою.

(16).

=1.98% <5.

Якщо ‹ 5, то це вказує на відсутність лишків матеріалу. Допускається в розрахунках як перенавантаження, так не недовантаження до 5%.

Виконати перевірку умов забезпечення стійкості стінки та поясів.

(17).

87.13 < 59.66.

Якщо виконується це рівняння в тому вигляді, як воно показано, то.

укріплення стінки прокольним ребром жорсткості не потребується, а якщо ‹ 2,2, то необхідно встановити (незалежно від прокольного ребра жорсткості) поперечні ребра жорсткості на відстані (2,5 — 3) h_w один від одного, але не менш двох. При › 2,2 В поперечних ребрах нема необхідності 108,3> 65,78, укріплення поперечними ребрами жорсткості потребується.

Конструювання ребер жорсткості.

Ширина парного ребра, b_p, мм визначаємо за формулою.

b_p (18).

b_p = =4.015.

Товщина ребра в стальних колонах повинні бути не менш.

(19).

де b — ширина поясу перетину колони див. вище.

=2,54.

Після розрахунків прийняти остаточний перетин та представити його ескіз.

Односторонні ребра жорсткості можливі із одиночних кутків, приварених до стінки пером.