8.3 Соединительные планки стержней колонны

Соединительные элементы составных стержней рассчитывают на условную поперечную силу Q_УСЛ , которая может возникнуть при изгибе при потери устойчивости.

Соединительные планки бывают различной формы и различных положений крепления на стержнях колонны.

 

Рисунок 9 - виды соединительных планок

Они могут принимать большие усилия и вибрационные нагрузки (до 250 т.с.)

Условная поперечная сила зависит от величины площади сечения колонны и марки материала.

Для низкоуглеродистой стали

Для низколегированной стали

Для цветных металлов и сплавов

8.4 Прочность сварных швов соединительных планок

Основное условие прочности сварных швов планок - это значение касательного напряжения, которое возникает в швах, которое должно быть меньше расчётного напряжения угловых швов работающих на срез.

 

где - напряжение сварных швов,

M - изгибающий момент,

W - момент сопротивления сечения планки

- расчётное сопротивление углового шва на срез

Перерезывающая сила, возникающая при изгибе стержней колонны:

где L1 - расстояние между планками,

В - расстояние между швеллерами

Расчётное напряжение в стыковом шве, прикрепляющем планку

где А_ПЛ - площадь планки, см ²

А_ПЛ = S · B

Если планку приваривают к ветви колонны одним угловым швом, то напряжение сечение шва увеличиваются

 

Условие прочности шва

8.5 Площадь сечения сквозной центрально-сжатой колонны

Для выбора необходимого профиля прокатного швеллера по заданному усилию необходимо выполнить предварительный расчёт

 

где А_СЕЧ - площадь сечения ветвей колонны

F - величина усилия

φ -коэффициент продольного изгиба (задаётся из нормативов СНиПа)

φ= 0,65...0,95

R -расчётное сопротивление марки материала

По вычисленному значению А _СЕЧ необходимо определить площадь одного элемента ветви (А_Ш)

 

По сортовому прокату ГОСТа 8240-72 (швеллера) необходимо выбрать профиль швеллера, соответствующий найденному расчётному значению площади одного швеллера.

Необходимо также выписать значение моментов инерции по оси х - (Jx) и по оси у (Jy), радиус инерции по оси - (ix) и радиус инерции по оси у - (iy), а также расстояние до центра тяжести прокатного швеллера - (z₀).

Все перечисленные значения являются предварительными, которые проверяют в последующих расчётах.

Условие жёсткости колонны

 

где А_Ш - - площадь одного швеллера по значению проката,

R - расчётное сопротивление (см.таб.3)

Если данное условие выполнено, то производят дальнейший расчёт и проверочный, в котором проверяется значение коэффициента продольного изгиба (φ) в зависимости от гибкости пооси х(λx )..

Таблица 10 - значение коэффициента продольного изгиба φ

λ	Ст.3 и Ст.4	10Г2С1 15ХСНД	10ХСНД
20	0.97	0.95	0.95
40	0.92	0.89	0.88
60	0.86	0.78	0.77
80	0.75	0.63	0.59
100	0.6	0.46	0.43
120	0.45	0.33	0.31
140	0.36	0.25	0.23