8.8 Выбор швеллера
Для подбора швеллера из сортового проката применяем расчёт методом подбора, задаем предварительно значение коэффициента продольного изгиба φ =0.75 Из СНиПа φ=0,7..0,9
где АШ - площадь одного швеллера, см
FMAX - максимальная нагрузка, т·с
φ- коэффициент продольного изгиба
R - сопротивление металла, кг/см
|
, см |
По сортаметру ГОСТ 8240-72 выбираем ближайший швеллер.
Швеллер №12, где АШ = 13,3см 2
Выписываем данные: I = 304см 4
IУ = 31,2см 4
ix = 4,78см - радиус инерции
iy = 1,53см
zo = 1,54см
Проверяем устойчивость стержня относительно материальной оси х
где Iприв - зависит от схемы закрепления колонны
Находим точное значение φ
Находим напряжение в стержнях колонны:
где σ- напряжение в колонне, кг/см 2
|
, кг/см 2
|
Сравниваем напряжение, которое возникает в колонне с расчётным сопротивлением материала. σ < R 2685,3 < 2900
Условие жёсткости выполнено - колонна устойчива.
Если данное условие жёсткости не выполняется, т.е σ> R, то задают площадь сечения одного швеллера (АШ) большего значения
Определяем значение гибкости одной ветви
|
- гибкость по оси х |
|
- гибкость по оси у |
Уточняем значение гибкости одной ветви
λB=30(СНиП)
Расстояние между планками (L1 )
L1=λB·iy,
где λB - гибкость одной ветви
iy - коэффициент продольного изгиба
L1=30-1.53=45.9 , см
8.9 Определение расстояния между ветвями
Расчёт ведётся по приведённой гибкости из условия равноустойчивости
λпр=λx
Требуемый радиус инерции (iyТРЕБ)
|
,см |
Расстояние между швеллерами зависит от положения полок
|
|
где В - расстояние между швеллерами, см
iyТРЕБ - коэффициент продольного изгиба относительно оси у
|
, см 2
|
|
|
8.10 Проверочный расчёт
Проверку размеров выбранного сечения производим через определения момента инерции сечения относительно оси у
где а - расстояние от центра тяжести всего сечения до центра тяжести одного элемента, см (см.прокат) IyТРЕБ - значение момента инерции по оси у из сортового проката
Момент инерции относительно оси у (требуемый)
Iy = момент инерции относительно оси х (требуемый)
где Ix - значение из сортового проката по номеру швеллера Необходимый радиус инерции (требуемый)
где iy - табличное значение
Условие прочности гибкости по сечению планок
8.11Расчёт размеров соединительных планок Соединительные элементы бывают трёх видов: 1 - Планки применяются для малых и средних нагрузок. Планки при потери устойчивости колонны воспринимают возникающую срезывающую силу «Т» и изгибающий момент. Эти напряжения действуют в швах (рис.8-А) 2 -. Планки с раскосами применяются в мощных колоннах. Силы, которые возникают при изгибе, перераспределяются по осям, такая колонна работает как ферма (рис.8-Б). 3. - Перфорированные листы применяют в колоннах воспринимающих как статическую, так и знакопеременную нагрузку (рис.8-В).
Соединительные планки при действии осевой нагрузки на стрежни колонны испытывают изгибающий момент и перерезывающую силу. Находим перерезывающую силу:
Определяем изгибающий момент
Задаётся размерами планки Толщина планки берётся по толщине стенки швеллера SПЛ = 0,85 Ширина планки (конструктивно от 15 . . . 20см) СПЛ = 17см Определяем площадь опасного сечения планки АПЛ = SПЛ · Спл/6 АПЛ = 0,85 · 17/6 = 14,45см 2 Момент сопротивления сечения планки WПЛ = SПЛ · Спл/6 WПЛ = 0,85 · 17/6 = 41см 2 Рассчитываем напряжение в планке (если шов стыковой)
Проверяем сварные швы на прочность
где R - расчётное сопротивление углового шва работающее на срез Для стали 15ХСНД (см.таб.4)
425 < 2000
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Рисунок
10 - вид соединительного элемента
где
Т - перерезывающая сила, см
