6. Центрово-стиснені наскрізні колони

В курсовому проекті приймаємо наскрізну колону, що складається з двох гілок, з’єднаних між собою за допомогою планок, які забезпечують спільну роботу гілок.

Відносно матеріальної вісі х-х переріз розглядають як суцільний.

У першу чергу визначають потрібну площу за формулою:

(56)

де φ – коефіцієнт повздовжнього згину, що залежить від гнучкості . Попередньо задаються гнучкістю . В залежності від λ за [1] табл. 72 (див. додаток 6 табл. 1) знаходять φ.

Далі визначають необхідний радіус інерції перерізу в площині х-х:

(57)

За необхідною площею та радіусом інерцію по сортаменту приймають номер прокатного швелера або іншого профілю.

Прийнятий переріз перевіряють на стійкість за формулою:

(58)

де φ – за (додаток 6 табл. 1);

- розрахункова довжина колони ( ) для стержня шарнірно закріпленого у обох кінців).

Наступним етапом є визначення відстані між гілками (розрахунок відносно вільної вісі у-у) з умови рівностійкості в двох площинах:

(59)

де λ₁ – гнучкість однієї гілки приймають λ₁=30…40;

Необхідна гнучкість відносно вісі у-у

Необхідний радіус інерції відносно вільної вісі

Відстань між гілками колони:

(60)

де α₂ – коефіцієнт, що залежить від типу перерізу гілок, визначається за таблицею довідників (див. додаток 6 табл. 2)

Відстань b між гілками колони повинна прийматись з урахуванням конструктивних вимог (для огляду колони, захисту внутрішньої поверхні від корозії шляхом фарбування зазор між гілками повинен бути не менш ніж 100…150 мм), але не менше розрахункової.

Далі виконують перевірку рівностійкості колони в двох площинах .

6.1. Розрахунок вузлів колони

6.1.1. Розрахунок з’єднувальних планок

Відстань між панками визначається прийнятою гнучкістю гілки та її радіусом інерції

(61)

В зварних колонах за розрахункову довжину приймають відстань між панками «в свету».

При розрахунку панок виконується перевірка їх перерізу та розрахунок кріплення планок до гілок колони. Панки працюють на згин від дії перерізуючої сили Q_пл, величина якої визначається з умови рівноваги вирізаного вузла колони (мал. 5 )

Мал. 5

(62)

де Q_пл – поперечна сила, що приходиться на систему планок, розташованих в одній площині, яка дорівнює при двох системах панок половині поперечної сили стержня колони, визначеною за табл. 3 додаток 6:

Q_пл= Q_ум/2;

l_В – відстань між вісями планок;

с – відстань між гілками в вісях.

Звідси (63)

Висоту планки h_пл приймають рівною (0,5…0,75)b, де b – ширина колони.

Товщину планок приймають конструктивно від 6 до 10 мм.

В місці кріплення планок діють поперечна сила F_пл і згинаючий момент М_пл, який дорівнює

(64)

В зварних колонах планки прикріплюють до гілок «в нахлестку» і приварюють кутовими швами, планки заводять на гілки на 30…50 мм (мал.6).

Мал.6

Міцність кутового шва визначають по рівнодіючому напруженню від момента та поперечної сили

(65)

де - напруження в шві від згинаючого момента;

- напруження в шві від поперечної сили;

- розгинаючий опір зрізу кутових швів;

- момент опору шва;

- площа шва.