Введение

Опишите перспективы развития сварки в XXI веке, применение и разработку сварочного оборудования, материала и новейших технологий для получения сварных конструкций в Республике Беларусь и за рубежом [6] с. 5-8, [8] с. 5-14.

Дайте определение «сварная конструкция». Опишите классификацию сварных конструкций [6] с. 5, 8-14.

5

1 Конструкторский раздел

1.1 Описание конструкции колонны

Дайте определение «колонна». Подробно опишите части, из которых состоит сварная конструкция. Опишите назначение сварной конструкции, условия её работы. Для этого изучите литературу [1] с.174-182, [2] с.226-232, [3 с.204-213.

1.2 Выбор и обоснование металла сварной колонны

Выбор и обоснование производить с учётом следующих требований:

- обеспечение прочности и жёсткости при номинальных затратах на изготовление с учётом максимальной экономии металла и снижения массы сварной конструкции;

- гарантированное условие хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений;

- обеспечение надёжности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках, агрессивных средах и переменных температурах.

Обосновав выбор марки стали, необходимо указать химический состав [6] с. 19-21 и механические свойства [6] с. 18, 22, 40-41, [8] с. 24-28, 36 стали в форме таблицы 1 и таблицы 2 соответственно.

Таблица 1 – Химический состав стали

Марка стали	ГОСТ	Содержание элементов, %
		C	Mn	Si	Cr	Ni	Cu	V	N	S	P

Таблица 2 – Механические свойства стали

Марка стали	ГОСТ	Временное сопротивление разрыву RИП, МПа	Предел текучести σТ, МПа	Относительное удлинение σ5, %	Ударная вязкость, мДж/м2	Предел прочности σВ, МПа	Расчётное сопротивление RУ, МПа

1.3 Расчёт и конструирование стержня колонны

Ориентировочно принимаем коэффициент продольного изгиба

Определяем требуемую площадь поперечного сечения стержня колонны А_тр, см², по формуле

(1)

где N – расчетная нагрузки, кН;

R_y – расчетное сопротивление материала сварной колонны, кН/см²

[6] с.40-41, [8] с. 24-28.

Так как сечение колонны состоит из двух швеллеров, находим требуемую площадь одного швеллера , см², по формуле

(2)

По таблицам сортамента подбираем близкую к требуемой площади А'_тр действительную площадь поперечного сечения одного швеллера А'_д и вписываем геометрические характеристики швеллера:

• № швеллера;

• А'_д, см²;

• I_х, см⁴;

• I_y, см⁴;

• r_x, см;

• r_у, см;

• z_o, см.

Определяем действительное значение площади поперечного сечения стержня , см², по формуле

(3)

Определяем гибкость стержня колонны относительно оси х-х, λ_х, по формуле

(4)

где l_p – расчетная длина стержня колонны, зависящая от закрепления ее концов в соответствии с рисунком 1, см;

r_x – радиус инерции, см.

По λ_х определяем действительное значение коэффициента продольного изгиба φ_д [2] с. 348.

Проверяем стержень колонны на устойчивость σ, кН/см², по формуле

(5)

где у_с – коэффициент условий работы [2] с. 343.

Стержень колонны должен иметь минимальное сечение, удовлетворяющее требованию устойчивости. Недонапряжение и перенапряжение не должно превышать 5 %.

l_p = 2×h_k l_p = 0,7×h_k l_p = h_k l_p = 0,5×h_k

Рисунок 1 – Расчетные длины стержней колонн