МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Специальность 2-36 01 06

Дисциплина Проектирование сварных

конструкций

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по УР

_______В.А.Бансюкова

____________________

Практическая работа № 3

КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОСЖАТОЙ

СВАРНОЙ КОЛОННЫ СПЛОШНОГО (ИЛИ СКВОЗНОГ) СЕЧЕНИЯ

И ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОВЕРОЧНЫХ РАСЧЕТОВ СВАРНЫХ ШВОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Разработал преподаватель

Ю.В.Селиванова

2011

Обсуждено и одобрено

на заседании цикловой комиссии

спецдисциплин специальности

«Оборудование и технология сварочного производства»

Протокол №____ от ______________

1 Цели работы

1.1 Приобретение практических навыков по конструированию и проверочному расчету колонн

1.2 Формирование у учащихся умения самостоятельной работы с учебной и справочной литературы

2 Методическое обеспечение

2.1 Методические рекомендации по выполнению практической работы

2.2 Индивидуальное задание

2.3 Рабочая тетрадь

2.4 Справочная литература

3 Последовательность выполнения работы

3.1 С учетом индивидуального задания произвести проверочный расчет:

- центрально-сжатой колонны сплошного сечения;

- центрально-сжатой колонны сквозного сечения.

3.2 Оформить практическую работу в рабочей тетради

4. Основные теоретические положения

4.1 Конструирование и проверочный расчёт центрально-сжатой

колонны сплошного двутаврового сечения

Задача о подборе сечения стержня центрально-сжатой колонны является статистически неопределимой и ее решают методом приближения в следующей последовательности.

1. Задаются коэффициентом продольного сгиба

φ = 0,75 ... 0,85

4.1.2 Определяют расчетную площадь поперечного сечения стержня Ар, см², по формуле

, ( 1 )

где N – продольная нагрузка, кН;

φ – коэффициент продольного сгиба;

Rу – расчетное сопротивление стали, кН/см² , [ 1, с. 40]

4.1.3 Определяем размеры сечения в соответствии с рисунком 1 и геометрические характеристики сечения:

• I_x;

• I_y;

• r_x;

• r_y;

• A_д.

Рисунок 1

Определяем габариты сечения и b_n для двута врового сечения, см, по формулам

, ( 2 )

где l_p – расчетная длина колонны, зависящая от условий закрепления концов стержня колонны в соответствии с рисунком 2, см;

- гибкость колонны относительно оси x, выбирают в зависимости от коэффициента продольного изгиба [ 3, с.348], [ 2, с. 206].

, ( 3 )

где - гибкость колонны относительно оси y, выбирают в зависимости от коэффициента продольного изгиба [ 3, с.348], [ 2, с. 206].

l_p = 2h_k l_p = 0,7h_k l_p = h_k l_p = 0,5h_k

Рисунок 2 – Схема закрепления концов стержня колонн

Так как ширина колонн b_n не рекомендуется принимать большие высоты , то обычно принимают b_n = , размеры уточняем в соответствии с ГОСТ 82-70 [ 3, с. 358].

4.1.4 При подборе толщины стенки и поясов стремятся к тому, чтобы около 80 % площади сечения приходилось на долю поясов, то есть

А_п = 0,8 ×А_р, ( 4 )

где А_п – площадь поперечного сечения пояса колонны, см²;

А_ст = 0,2 × А_р, ( 5 )

где А_ст – площадь поперечного сечения стенки колонны, см².

4.1.5 Толщина стенки, мм

( 6 )

Толщину стенки желательно принимать в пределах 6 ... 14 мм, при этом должно выполняться условие

< 70 ( 7 )

Толщина пояса, мм

( 8 )

Толщину пояса желательно принимать в пределах 8...40 мм, соблюдая условие

( 9 )

Все размеры подобранного сечения h, h_от, b_n, S_ст, S_n, мм - должны быть уточненными по ГОСТ 82-70 [ 3, с. 358].

4.1.6 Определяем общую площадь сечения колонн, см²

А^д = А^д_ст + 2×А_п^д , ( 10 )

где А^д_ст – действительная площадь поперечного сечения стенки колонны,

см²;

А_п^д – действительная площадь поперечного сечения пояса колонны, см².

А^д_ст = h_cт ×S_cт, ( 11)

А_п^д = в_n × S_n ( 12 )

4.1.7 Определяем геометрические характеристики сечения

Момент инерции сечения стержня колонны относительно оси х, см⁴

( 13 )

Момент инерции сечения стержня колонны относительно оси у, см⁴

( 14 )

Радиус инерции сечения стержня колонны относительно оси х, см

( 15 )

Радиус инерции сечения стержня колонны относительно оси у, см

( 16 )

Гибкость колоны в обоих направлениях будет соответственно равна

λ_x = , ( 17 )

( 18 )

Коэффициент продольного изгиба φ_д выбираем по большей из гибкостей

[3, с.358], [2, с.206] и проверяем устойчивость стержня колонны по формуле

( 19 )