4.5. Розрахунок поясного шву.

Розрахунок поясного шву, за допомогою якого полиці колони приєднуються до її стінки, виконують на дію умовної поперечної сили Q_fic за виразом:

де коефіцієнт поздовжнього згину ϕ має прийматись у площині стінки,

тобто за величиною гнучкості

І за табл. К.1 дод. К ДБН [2] (наведена в табл. Г.3 дод. Г до методичних вказівок) для типу кривої стійкості b коефіцієнт φ=0,881.

Для визначення розрахункової площини зварного шва обчислимо наступ-ну величину за виразом:

де для випадку автоматичного заводського зварювання при положенні зварного шва “в човник” і передбачуваного катету шва до 16 мм коефіцієнти β_f = 1,1 і β_z = 1,15 за табл. 1.12.2 ДБН [2],

а розрахунковий опір кутового зварного шва R_wf = 180 МПа = 18 кН/см² (для сталі класу С285) – табл. Ж.2 дод. Ж ДБН [2] наведена в табл. В.1 дод. В до методичних вказівок.

Оскільки отримана величина більше 1, то необхідний катет зварного шва слід визначати у площині металу межі сплавлення при статичному наванта-женні на колону за виразом:

де кількість кутових поясних швів n = 2,

R_wz = 0,45 ⋅ R_un = 0,45 ⋅ 370 МПа = 166,5 МПа = 16,65 кН/см² – розрахун-ковий опір зварного шву за металом границі сплавлення – табл. 1.3.3 ДБН [2].

Остаточно приймається катет зварного шва більший за розрахований зі стандартного ряду (табл. В.2 дод. В методичних вказівок), проте не менше за допустимий мінімальний за табл. 1.12.1 ДБН [2] (табл. В.3 дод. В до методичних вказівок). Крім цього прийнятий катет зварного шва має бути не більше за 1,2⋅t_w.

4.6. Підбір поперечного перерізу.

Виконаємо додатково підбір поперечного перерізу колони з прокатного профілю – двотавр колонний за ГОСТ 26020-83 [8].

За величиною потрібною площі перерізу A_cal = 113,7 см², визначеною вище в п. 4.3, за сортаментом приймемо І 30K1 з найближчою меншою площею перерізу А = 122,7 см² – рис. 22. Випишемо з сортаменту потрібні геометричні характеристики:

- радіус інерції i_x = 13,06 см;

- радіус інерції i_y = 7,54 см;

- маса 1 метра m₁ = 84,8 кг.

Рис. 22. Підібраний переріз колони.

Підібраний поперечний переріз колони необхідно перевірити на відповідність чотирьом основним вимогам за ДБН [2], як і у випадку складеного перерізу.

1) Умова міцності за нормальними напруженнями буде виконуватись автоматично у разі виконання вимоги загальної стійкості, оскільки поперечний переріз колони не має ослаблень.

2) Для перевірки загальної стійкості спочатку визначимо гнучкості відносно головних осей:

З отриманих величин обираємо більше значення гнучкості: λ_max = λ_y = 88,46 і за цією величиною розраховуємо умовну гнучкість колони:

Далі за табл. К.1 дод. К ДБН [2] (наведена в табл. Г.3 дод. Г до методичних вказівок) визначаємо коефіцієнт стійкості для типу кривої стійкості b: для коефіцієнт ϕ_min = 0,651.

Тепер перевіряємо умову загальної стійкості колони за виразом:

Таким чином умова виконана, але недопруження складає 7%.

3) Для перевірки гнучкості колони необхідно обчислити її граничне зна-чення за виразом:

Гнучкість перевіряється за виразом:

.

Таким чином, дана умова виконана.

4) Місцева стійкість поясу та стінки елементів з прокатних профілів зазвичай не перевіряється, оскільки сортамент металопрокату вже передбачає їх виконання. Проте останнім часом в практиці проектування з’являються нові сортаменти, особливо для тонкостінних гнутих елементів. Тому практична значущість цих перевірок підвищується.

Для перевірки місцевої стійкості полиці колони розрахуємо величину граничної умовної гнучкості полиці за виразом:

.

Місцева стійкість полиці перевіряється за величиною умовної гнучкості полиці:

Таким чином дана умова виконана.

Для перевірки місцевої стійкості стінки колони розрахуємо величину граничної умовної гнучкості стінки за виразом:

.

Місцева стійкість стінки колони перевіряється за величиною умовної гнучкості стінки:

Оскільки в нашому випадку , то поперечні ребра жорсткості непотрібні, як і для раніше скомпонованого перерізу колони з окремних листів.

Таким чином, всі перевірені умови для підібраного перерізу колони вико-нані, тому остаточно приймаємо прокатний переріз І 30К1 за ГОСТ 26020-83 [8].

Відмітимо, що цей переріз виявляється економічнішим за прийнятий ра-ніше складений переріз, адже маса 1 м його становить m₁ = 84,8 кг. Маса ж 1 м складеного перерізу становитиме:

5. В’ЯЗІ

У цьому розділі курсового проекту необхідно виконати розрахунок в’язей, які розкріплюють конструкцію балкової клітки на стійках в усіх на-прямках (рис. 1). Рекомендується використовувати в’язі двох типів:

- хрестові з одиночних рівнополичних кутиків в поперечному напрямку (по цифрових осях);

- підкісні з гнутозварних квадратних профілів в поздовжньому напрям-ку (по літерних осях).