0. Розрахунок поясних швів.

Розрахункові зусилля на одиницю довжини шва:

кН/см;

см³;

кН/см;

Рівнодіюче зусилля:

= = 13,85 кН/см

Прийнявши автоматичний вид зварювання дротом СВ-08А (R_wf=18 кН/см², R_wz=0,45·R_un=0,45·37=16,65 кН/см² ), визначимося з випадком розрахунку β_f ·R_wf=1,1·18=19,8 кН/см²>β_z· R_wz=1,15·16,5=19,15 кН/см²

Таким чином розрахунок ведемо по металу межі сплавлення. Приймаємо мінімально можливий катет шва K_f=7мм. І перевіряємо його міцність:

11,61/(2·1,15·0,7)=7,2 кН/см²<16,65·1,1=18,3 кН/см².

Міцність поясного шва забезпечена.

0. Розрахунок опорної частини балки.

Опорна реакція балки F = 1491,62 кН. Розрахунковий опір сталі стиску торцевої поверхні R_p=33,6 кН/см².

Необхідна площа зімяття ребра, при висоті виступаючої частини ребра a = 20 мм:

см²

Приймаємо товщину ребра t_rs = 16 мм, звідки ширина ребра:

см

Прийнято розміри опорного ребра 300×16 мм з урахуванням сортаменту.

Перевіряємо стійкість опорної частини балки:

розрахункова довжина l_ef = 11,5 см, радіус інерції умовного стояка

см

гнучкість: ;

коефіцієнт повздовжнього згіну φ = 0,918.

Нормальні напруги:

кН/см².

Кріплення опорного ребра до стінки здійснюємо двосторонніми швами напівавтоматом зварювальнім дротом. Визначимо випадок розрахунку (СВ-0,8А; R_wf = 18 кН/см², R_wz = 0,45·40=18 кН/см² ) :

β_f · R_wf = 0,9·18 = 16,2 кН/см² < β_z· R_wz = 1,25·18 = 22,5 кН/см².

Таким чином розрахунок ведемо по металу шва. Катет зварних швів:

см.

Прийнято катет швів K_f = 7 мм, що більше від мінімально необхідного по конструктивним вимогам.

3. Розрахунок і конструювання центрально-стиснутих колон.

   0. Стержень наскрізної колони.

Необхідно підібрати переріз центрально-стиснутої колони з шарнірним кріпленням обох кінців. Розрахункове зусилля на стержень прийняте рівним сумі двох реакцій головних балок, які на неї спираються.

кН

Геометрична довжина колони м.

Приймаємо для колони сталь С255 (група конструкції - 3, для якої R_y = 250 МПа = 25 кН/см² при товщині листів від 2 до 20 мм. Розрахункова довжина стержня: см. Визначаємо необхідну площу перерізу при попередньому значенні φ = 0,805, λ=60:

см²

Необхідні радіуси інерції перерізу:

; .

Ширина перерізу .

Висоту перерізу призначаємо виходячи з можливості використання автоматичного зварювання трактором ТС-17 (мінімально можливий розмір ).

Виходячи з орієнтованих габаритів перерізу призначаємо його розміри: стінка 420х8 мм, пояс 420х14 мм.

Перевіряємо місцеву стійкість стінки:

фактична площа перерізу см².

; ,

і не більше .

Стійкість стінки забезпечена. Місцева стійкість поясу:

Місцева стійкість поясу забезпечена. Геометричні характеристики прийнятого перерізу:

; ; ; ;

; .

Стійкість колони перевіряємо по більшій величині гнучкості:

.

0. Розрахунок і конструювання оголовку колони.

Призначаємо товщину опорної плити t_pl = 20 мм. Необхідна товщина ребер оголовка за умови зім’яття при ширині опорного ребра головної балки b_rs=20 см: см. Прийнято ребра товщиною t_s = 40 мм.

Торець ребра пристругуємо до опорної плити, а тому зварні шви, якими плита прикріплюється до стержня приймаємо конструктивно з катетом K_f = 7 мм. Розрахунок ведемо по металу шва, зварювання напівавтоматичне, β_f = 0,9, R_wf = 18 кН/см². Визначаємо довжину ребра при K_f = 0,9 cм: h_s = N/4β_fk_fR_ωfγ_ωfγ_c = (2·1491,62)/(4·0,9·0,9·18·1,0·1,0)+1=51,15 см, що не перевищує 85·β_f K_f=85·0,9·1,0 = 76,5 см

Перевіримо стінку на зріз в місцях кріплення до неї ребер:

τ=N/2h_st_ω(2·1491,62)/(2·35·4,75) =7,63 кН/ см²<R_sγ_c=0,58·25=14,5 кН/ см²

Міцність стінки на зріз забезпечена.