6.4.5. Приклади проектування зварних колон

Завдання 1. Сконструювати стояк суцільного перерізу, центрально навантажений силою і довжиною шарнірно опертий

на кінцях. Температура експлуатації -

Розв'язання:

1. Вибір матеріалу. Колона, статично навантажена згідно нормативного документу (БНіП), відноситься до будівельних конструкцій 3 групи, для якої при заданій температурі експлуатації рекомендується призначати сталь класу С255. Вибираємо сталь ВСтЗкп2:

2. Складання розрахункової схеми.

Стояк шарнірно опертий і централь­но навантажений, тому на стояк діє поздовжня внутрішня сила

О скільки фактична поперечна сила відсутня, приймаємо, що на стояк діє умовна поперечна сила (рис. 6.46). Для шар опертого стояка

3. Компоновка перерізу стояка.

1. Визначаємо потрібну площу перерізу стояка, приймаючи коефіцієнт поздовжнього згину

2. Вибираємо стояк суцільного перерізу двотаврового типу (рис. 6.47).

3 .3. За прийнятим значенням коефіцієнта з таблиці 6.12 визначаємо гнучкість стояка (умова рівної стійкості) і визначаємо розміри

Значення коефіцієнтів а і Ь знаходимо за таблицею 6.13. 3.4. Визначаємо розміри складових перерізу. За рекомендацією табли­ці 6.14:

Приймаємо 12 мм.

Приймаємо 20 см.

Приймаємо 6 мм.

Мінімальна

3.5. Визначаємо геометричні характеристики перерізу: площа перерізу моменти інерції:

радіуси інерції:

3.6. Визначаємо гнучкість і використовуючи таблицю коефіцієнт

4. Перевірка міцності і стійкості стояка:

Запас міцності стояка значний, тому треба внести відповідні зміни в розміри складових перерізу за рахунок зменшення площі і радіуса інерції. Приймемо

Перевантаження в межах норми.

5. Стики і діафрагми. Стик не потрібен тому, що довжина стояка не перебільшує стандартну довжину листового металу.

Для запобігання крученню стояка пе­редбачаємо одну діафрагму у вигляді по­перечних ребер жорсткості посередині довжини стояка (рис. 6.48).

Ширину ребра призначаємо так, щоб виконувалось вимога:

З конструктивних міркувань приймаємо Товщину ребра визначаємо за формулою:

П риймаємо 6 мм.

6. Зварні з'єднання. З'єднання стінки з полицями проектуємо у вигляді двостороннього таврового з'єднання без розкриття кромок Т1 для автома­тичного дугового зварювання за ГОСТ 8713-79 з кутовими швами катетом 6 мм (рис. 6.50).

Міцність швів перевіряємо на дію умовної поперечної сили

Напруження у швах:

де статичний момент полки:

тоді:

Приварювання ребер виконується дуговим механізованим зварюван­ням у середовищі вуглекислого газу за ГОСТ14771-76. Тип з'єднання Т5 з катетом кутового шва 5 мм. Шви перевірки на міцність не потребують. На рис. 6.49 наведене креслення стояка.

Завдання 2. Сконструювати стояк наскрізного перерізу, центрально навантажений силою Р = 2000 кН колони висотою один кінець якої закріплено жорстко, а інший . Матеріал за завданням 1.