1.5 Расчёт сварных швов, прикрепляющих планки к ветвям колоны

Определяем напряжение τш M, kH/см2, от изгибающего момента в шве, по формуле:

τш M = M/Wш =284,4/23,7 = 12 кН/см2

Где Wш - момент сопротивления сварного шва, см3 по формуле:

Wш=β*Kf*l2ш/6=0,85*0,8*14,452/6=23,7 см3

Lш=dпл+4=14,45

Определяем напряжение среза в сварном шве τшT, кН/см2, по формуле

τшT = T/Aш = 27,2/9,8 = 2,8 кН/см2

где Аш - площадь поперечного сечения сварного шва, см .

Определяем площадь поперечного сечения сварного шва Аш, см2, по формуле

Аш = β*kf*lш = 0,85*0,8*14,45 = 9,8 см2

Определяем равнодействующую напряжения τпр кН/см2. по формуле:

τпр=√(( τш M)2+( τшT)2)=√((12)2+(2,8)2)=12,3 кН/см2

1.6 Расчёт и конструирование базы колоны

База служит для распределения нагрузки от стержня равномерно по площади опирания и обеспечивает закрепление нижнего конца колонны.

База - рисунок 5 - состоит из опорной плиты 3 и двух траверс 4. Для уменьшения толщины плиты, если по расчету она получилась больше номинальной, ее укрепляют ребрами жесткости. Анкерные болты фиксируют правильность положения колонны относительно фундамента.

Определяем требуемую (расчетную) площадь опорной плиты Ар, см2, в соответствии с рисунком 5, по формуле

Ap = N/R бсм

Ap = 950/0,6 = 1583см2

где N - расчетное усиление в колонне, кН;,

R бсм - расчетное сопротивление бетона (фундамента) на смятие;

R бсм = 0,6 кН/см'

Определяем ширину опорной плиты В, См, по формуле

В = h + 2Smp +2С = 22 + 2*1,2 + 2*10 = 44

где h – высота сечения профиля, см

Sтр – толщина траверсы, Sтр = 1,2*Sпл = 1,2*1 = 1,2 см

C – консольная часть опорной плиты, см

С = 10 см

Определяем длину опорной плиты L, см, по формуле

L = Ap/B =1583/44=36 см

Определяем действительную площадь опорной плиты Ад, см2, по формуле

АД = В*LД = 44*36 = 1584см2

Определяем изгибающий момент М1 кН*см, по формуле:

МI = σ*С2/2 = 0,34*102/2=17кН*см,

где σб – давление фундамента, кН/см2 , по формуле:

σб = N/Aд = 950/1584 = 0,6 кН/см2

где Ад – действительная площадь опорной плиты, см2

Определяем изгибающий момент М2, кН*см, по формуле

М2 = α*σб*H3 = 0,055*0,6*102 = 3,3 кН*см

Α=0,055

Определяем изгибающий момент М3, кН*см, по формуле

М3 = β* σб*H3 = 0,06*0,6*102 = 3,6 кН*см

β=0,06

Определяем по максимальному из трех изгибающих моментов толщину плиты Soп.пл см, по формуле:

Soп.пл=√(6Мmax/Ry)=√(6*17/22.5)=2,1

Определяем суммарную длину сварных швов Σlш, см, прикрепляющих траверсу к ветвям колонны, по формуле:

Σlш = N/(β*Kf*Rwf) = 950/0,85*0,8*19 = 73,5 см,

где β - коэффициент, зависящий от способа сварки;

Kf - катет сварного шва принимается по наименьшей толщине металла по СНиП 11-23-81 (с.48, таблица 38), см.

Определяем высоту траверсы hтр, см, по формуле

hтр = Σlш /4 = 73,5/4 =18,4 см

2. Технологический раздел

2.1 Выбор способа сварки и методов контроля качества сварных соединений

В данном курсовом проекте для сварки колонны выбираем механизированную сварку в среде углекислого газа, так как она оптимально подходит к конфигурации швов свариваемой колонны и обеспечивает необходимую прочность соединений.

Механизированную сварку в среде углекислого газа можно выполнять во всех пространственных положениях шва. Однако необходимо учитывать, что легче и производительнее сваривать швы в нижнем положении. Для предупреждения пористости в наплавленном металле с кромок сварных соединений необходимо удалять ржавчину, грязь, масло и влагу на ширину до 30 мм по обе стороны от оси шва. Окалина почти не влияет на качество сварного шва, поэтому детали после газовой резки могут свариваться сразу после зачистки и удаления шлака.

Контроль качества производим внешним осмотром. Перед осмотром шов и прилегающую к нему поверхность металла размером 20x20 мм очищают от шлаков, брызг и загрязнений. Размеры сварного шва и дефектных участков определяются измерительным инструментом и специальными шаблонами. Границы выявленных трещин устанавливают путем засверливания, подрубки металла зубилом, шлифовки и последующего травления дефектного участка.