СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Расчет и конструирование сварной сквозной колонны

   1. Конструирование стержня колонны

   2. Конструирование базы колонны

   3. Конструирование оголовка колонны

Заключение

Список используемой литературы

Графическая часть

ВВЕДЕНИЕ

Колонны это элементы сооружений служащие опорами вышележащих конструкций и передающие нагрузку от них на нижележащие. Стальные колонны состоят из 3 основных частей: стержня, которые является основным несущим элементом; оголовка, служащего для опирания и крепления вышележащей конструкций; базы, которая распределяет нагрузку от стержня колонны на фундамент и обеспечивает при крепление к нему колонны с помощью анкеных болтов. В центрально-сжатых колоннах продольная сила приложена по оси стержня, то есть в центре тяжести сечения, вызывают в нем только равномерно распределенные по сечению сжимающие напряжение.

Центрально-сжатые колонны применяются для поддержания перекрытий и покрытий зданий в рабочих площадках, эстакадах и так далее.

Стержень сквозной колонны состоит из ветвей, соединенных планками. При выборе сечения стержня колонны следуют учитывать экономичность колонны, трудоемкость изготовления, удобства эксплуатации.

Соединительные элементы ветвей (планки, раскосы) работают на поперечную силу, возникающую при потере устойчивости.

Выбор и обоснование металла сварной колонны производить с учетом следующих требований.

Несущие элементы центральной сварной колонны будут выполнятся из стали класса С255 по ГОСТ 27772-88, где С- сталь строительная; 255- предел тякучести δт=255 МПа из таблицы №51 СНиП ІІ-23-81 выписываем требуемые данные в таблицу№ 1

Нормативные и расчетные сопротивления проката таблица1

Сталь	Толщина проката, мм	Нормативное сопротивление проката, МПа				Расчетное сопротивление проката, МПа
		Листового широкополостного универсального		фассоного		Листового широкополостного универсального		фассоного
		Rуп	Rип	Rуп	Rип	Rуп	Rип	Rуп	Rип
С255	2-3,9	255	380	----	310	250	370	----	----
	4-10	245	380	255	380	240	370	250	370
	11-20	245	370	245	370	240	360	240	360
	21-40	235	370	235	370	230	360	230	360

По таблице №55 СНиП ІІ-23-81 выбираем материалы для сварки и заносим в таблицу№ 2

Материалы для сварки таблица 2

Группы конструкций в климатических районах	Марки стали	Материалы для сварки
		Под флюсом		В углекислом газе (по ГОСТ 8050-85) или в его смеси с аргоном (по ГОСТ 10157-79*)		Покрытым электродами
		марки				Тип электродов (по ГОСТ 9467-75)
		Флюсов (по ГОСТ 9087-81)	Сварочной проволоки (по ГОСТ 2246-70*)
1 во всех районах; 2,3 и 4в районах І1, І2, ІІ2 и ІІ3	С255	АН-348-А	Св-08А		Св-08Г2С		Э42А

Из таблицы 56 СНиП ІІ-23-81* определяем нормативные и расчетные сопротивления материалов швов сварных соединений с угловыми швами и заносим в таблицу№ 3.

Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами таблица 3

Сварочные материалы			Rwun, МПа (кгс/ )		Rwf, МПа (кгс/ )
Тип электрода (по ГОСТ 9467-75)	Марка проволоки
Э42, Э42А	Св-08, Св-08А	410 (4200)		180 (1850)

Из таблицы 1ГОСТ 27772-88 определяем химический состав проката и заносим в таблицу 4.

Химический состав проката таблица 4

Наименование стали	Массовая доля элементов %
	Углерода, не более	Марганца, не более	Кремния	Серы, не более	Фосфора, не более	Хрома, не более	Никеля, не более	Меди, не более	Ванадия	Других элементов
С255	0,22	0,65	0,15-0,30	0,050	0,040	0,30	0,30	0,30	----	----

Исходными данными для выполнения курсового проекта являются:

1 Тип сечения колонны два двутара соединенные планками

2 Нагрузка действующая на колону N=3500 кН

3 Высота колонны Н=3м

4 Крепление колонны опирание через шарнирную базу

1. Расчет и конструирование сквозной колонны

1.1Конструирование стержня колонны

Расчет сечения колонны определяем ориентировочно принимая коэффициент продольного изгиба φ в интервале (0,7…0,9)

Требуемая площадь сечения определяется по формуле:

Атр= , где

N-осевая нагрузка, кН;

φ-коэффициент продольного изгиба; R-расчетное сопротивление стали (21 );

Атр= =186

По сортаменту прокатных профилей подбирают сечение ветвей из двутавров так, чтобы их суммарная площадь была не меньше требуемого площади сечения Атр=186 колонны. Тип сечения колонны 2 двутавра принимаем двутавр номер №50 с площадью сечения 100 . Тогда площадь действительного поперечного сечения составит

Ад=100 * 2=200

Из условий равноустойчивости колонны определяем расстояние между ветвями колонны

-

Принимаем ширину сечения в=60см

Геометрические характеристики сечения колонны: определяем расчетную длину сечения для оси х-х

Определяем расчетную длину сечения для оси у-у

Jy=2(Jo+Fв* ), где

Fв -площадь одной ветви колонны;

а -расстояние от оси центра тяжести до свободной оси;

Определяем значения радиусов инерции относительно осей х-х и у-у

Гибкость и коэффициент продольного изгиба относительно осей х-х и у-у определяем по формуле:

Проверяем устойчивость колонны относительно осей х-х и у-у.

Устойчивость колонны обеспечена если выполняется условия

Так как соблюдается данное условия устойчивости, то конструирование стержня колонны считается верным

Расчет и конструирование соединительных планок

Планки обеспечивают совместную работу обеих ветвей центрально-сжатой колонны на устойчивость.

Высоту планок dпл принимают из следующего отношения:

dпл=(0,5÷0,7)*в,

где (0,5÷0,7)

в-расстояние между планок двутаврами (ветвями колонны), см

Определяем толщину планок по формуле:

Принимаем δпл=1см

Определяем расстояние между соединительными планками по формуле:

-гибкость одной ветви колонны

-радиус инерции ветви одного двутавра относительно собственной оси, см

Определяем условную поперечную силу Qусл, возникающую в сечение стержня как следствие изгибающего момента.

Определяем усилие возникающие в планках: 1 сила Тпл, которая может срезать планку при условии расположения планок с двух сторон это сила определяется по формуле:

-расстояние между планками, см

-расстояние между двутаврами, см

Момент Мпл, изгибающий планку в ее плоскости, при условии расположение планки с двух сторон, кН*см это момент определяется по формуле:

Расчет сварных швов прикрепляющих планки к ветвям колонны. Выбираем катеты швов прикрепляющих планки к ветвям.

Принимаем Кш=0,7

Определяем напряжение шва от изгибающего момента в шве по формуле:

Определяем напряжение среза в сварном шве по формуле:

Определяем равнодействующее напряжение

Выполняем проверку:

Равнодействующее напряжение должно быть меньше расчетного сопротивления сварного соединения R_wf(180МПа)