Расчетная часть

2.1 Подбор сечения стержня колонны. Проверка общей устойчивости стержня колонны

При проектировании центрально-сжатых колонн необходимо обеспечить устойчивость колонны относительно главных осей ее сечения х и у.

Сечение назначаем в виде сварного двутавра из трех листов. Сталь марки

, R_y = кН/см² (Указать марку стали и ее расчетное сопротивление).

Привести расчетную схему заданной колонны (пример расчетной схемы для шарнирной базы приведен на рисунке 1).

Рисунок 1 – Расчетная схема колонны

Определить полную высоту колонны Н_к

Н_к = Н - h, (1)

где Н – высота цеха, м;

h – высота балок перекрытия, м.

Определить расчетную длину колонны l_p

l_p = μ ∙ Н_к, (2)

где μ – коэффициент, учитывающий способ закрепления концов колонны, [1, табл. 5.1]

В первом приближении ориентировочно задается коэффициент продольного изгиба φ , гибкость колонны λ для заданной марки стали и расчетного сопротивления (см. Приложение А таблица 1 [1, с. 373] или таблица 2).

Например: для R_y = 200 Н/мм² φ = 0,758 и λ = 75.

Определить требуемую площадь поперечного сечения F_тр из формулы

σ ≤ R_y , (4)

F_тр , (5)

где N – расчетная нагрузка с учетом собственного веса колонны, кН;

φ – коэффициент продольного изгиба;

R_y – расчетное сопротивление заданной марки стали, кН/см²;

γ_с – коэффициент условий работы (если не задается, то принимают

равным 1).

Определить высоту сечения стержня колонны из условия общей устойчивости

h = (¹/₁₅ ÷ ¹/₂₀ ) ∙ l_p (3)

Первоначально принять приблизительно среднее значение ( h – должно быть целым числом в сантиметрах).

С учетом условия местной устойчивости и опыта проектирования колонн толщину стенки S_ст и толщину полки b_n задают конструктивно

S_ст = (6 ÷ 18 мм)

b_n = (10 ÷ 40 мм)

Принять, например, S_ст = 10 мм = 1 см; b_n = 20 мм = 2 см.

Определить ширину полки а_n из соотношения

а_n = (10 ÷ 20) b_n (6)

Определить высоту стенки h_ст колонны

h_ст = h - 2 b_n (7)

Размеры сечения должны соответствовать ГОСТ 82 (см. Приложение А таблица 3).

Определить площадь сечения колонны по формуле

F = 2∙a_n∙b_n + h_cт∙S_ст ≥ F_тр, (8)

Если условие не соблюдается, то необходимо скорректировать размеры полки (ширину полки увеличить) (см. Приложение А рисунок 2, таблица 3).

Определить площадь скорректированного сечения колонны по формуле (8).

Определить минимальное значение момента инерции сечения I_min и минимальный радиус инерции i_min по формулам (9) и (10)

I_y = I_min = 2 + , (9)

i_min = (10)

Определить максимальную гибкость по формуле

λ_max = ≤ 120 (11)

Если условие (11) не соблюдается, то необходимо снова скорректировать размеры сечения и расчет повторить с формулы 8.

Если условие гибкости обеспечивается, то следует уточнить φ = φ_min (см. Приложение А таблица 1 [1., с. 373] или таблица 2).

Проверить подобранное сечение стержня на прочность и устойчивость по формуле

σ ≤ R_y ∙ γ_с (12)

Сечение подобрано верно, если

Δ ∙ 100% = ± 5% (13)

Вычертить подобранное сечение и проставить действительные размеры в миллиметрах (см. Приложение А рисунок 2).

Если условие (12) и (13) не соблюдается, то необходимо снова скорректировать размеры сечения и расчет повторить с формулы 8.

2.2 Проверка местной устойчивости стенки и полки колонны

Элементы сечения: полка и стенка, должны удовлетворять условию местной устойчивости.

Полку на местную устойчивость проверить по формуле

≤ С, (14)

где b_св - свес полки, см;

С – предельное отношение свеса полки к ее толщине при заданной гибкости (см. Приложение А таблица4).

Стенку на местную устойчивость проверить по формуле

k = ≤ 40 ∙ + 0,4 ∙ λ (15)

После соответствующих расчетов сделать аргументированные выводы.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 244; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!