2.Проектно – технологічний розділ

Колона працює на центральне стиснення під дією тиску, який оказується балками які спираються .

Рисунок 1 – Розрахункова схема колони

2.1.Розрахунок перетину по першому варіанту

При першому варіанті розра хунку колони вибираємо двотавровий перетин стержня суцільної колони.

Визначення потрібної площі перетину

Задаємося в першому приближенні значенням коефіцієнту прокольного згину = 0.71 ( = 0,7 – 0,9) [4] .

Підбирається гнучкість стержня (таблиця 1 додатку 1 [1]), яка відповідає прийнятому значенню та розрахунковому опору на розтягнення R (таблиця ІV.І [1]).

, (1)

де R – роз рахунковий опір, мПА (для визначення необхідно перевести в кН/cм²);

N – навантаження на колону, кн.;

- коефіцієнт прокольного згину.

A=1800/(0,81· 28)=79.3

Визначення розрахункової довжини колони в залежності від способу закріплення кінцівок

l_x = l_y = l_ef = H , (2)

де H – висота колони см;

- коефіцієнт закріплення колони

l_x = l_y = l_ef = 0,5· 600 =300

Визначення габаритів пере тину

Рисунок 2 – Схема перетину колони

Визначаємо радіус інерції, і_Х, см, за формулою

і_Х = і_y = , (3)

де - розрахункова довжина колони,см;

о- гнучкість стержня колони.

і_Х = і_y = 300/50 = 6

Визначаємо потрібну висоту h, см, та ширина b, см, перетину, які знаходяться з співвідношення

h = , (4)

b = , (5)

де та - коефіцієнти симетрії ( в роботі для усіх видів колон приймаємо = 0,43, = 0,24 )

h = = 13.9

b = = 25

Для найбільш розповсюдженого двотаврового перетину, в якого 2 , приймають b h_w, керуючись конструктивними мисленнями та можливістю автоматичного зварювання поясів до стінок.

Приймаємо hw = 25см

Розрахунок товщини стінки та поясів t_w , см , виконуємо за формулою

t_w = , (6)

де hw – висота стержня колони см.

tw = = 0,6

Товщину необхідно округлити до цілого числа.

Площа двох поясів А_f, см², визначається за формулою

А_f = А - h_w t_w (7)

А_f = 79.3 – 36,5· 0,4 = 64.5

Товщина одного поясу, t_f, см, розраховується за формулою

t_f = (8)

t_f = = 1.5

Слід прагнути до такого розподілу загальної площі перетину, щоб біля 80% приходилося на долю поясів. Прийняти розміри перетину b, t_f, h_w, t_w

Виконаємо перевірку підібраного перетину

Визначаємо фактичну площу перетину за прийнятими розмірами, А_1, см², за формулою

А₁ = А_w + 2А _f = h_w t_w + 2b t_f (9)

А₁ = 36,5· 0.4 + 2· 25· 1,5= 89.6

Визначаємо мінімальний мо мент інерції, І_min ,см⁴, за формулою

І_min = I_y 2I _f = (10)

В курсовому проекті моментом інерції площини перетину стінки відносно осі y знехтуємо в виду його малості

І_min = = 3906.25

Визначаємо мінімальний радіус інерції, і_min, см , за формулою

і_min = (11)

де А₁ – фактична площа перетину, см²;

^Iy – момент інерції площини перетину стінки відносно вісі у, см⁴.

і_min = = 7.78

Визначаємо найбільшу гнучкість _max за формулою

_max = (12)

де - не повинна перевищувати значення u = 120.

_max = = 39

_max<

39 ‹ 120

Визначаємо умовну гнучкість , за формулою

(13)

де Е – перехідний коефіцієнт, який дорівнює 206 * 10³ МПа = 20600 кН/см²

=1,43

Так як умовна гнучкість лежить в межах 0 < 2,5 то подальший розрахунок коефіцієнту продольного згину виконуємо за наступною формулою

= 1 – (0,073 – 5,53 ) (14)

_де - умовна гнучкість.

= 1 – (0,073 – 5,53 )1,16 √1,16=0,88

Якщо та відрізняються не значно, то переходять безпосередньо до перевірки перетину, а якщо коефіцієнт суттєво відрізняється від первинно прийнятого значення , то виконують перерахунок та коректування перетину по коефіцієнту за формулою

= (15)

=

Виконуємо перевірку перетину , кН/см² ,за формулою

= Rу (16)

= = 27 < 28

Визначаємо недонапруження та перенапруження стержня колони за формулою

(17)

де - перетин стержня колони

= 3.57 < 5%

Якщо ‹ 5%, то це вказує на відсутність лишків матеріалу.

Допускається в розрахунку як перенавантаження, так не недовантаження до 5 %

Виконуємо перевірку умов забезпечення стійкості стінки та поясів, за формулою

(18)

62.5 > 40.78 Умова не виконується.

Стержень колони потрібно укріпити прокольними та поперечними ребрами

Для забезпечення стійкості поясу колони двотаврового перетину з умови гнучкості 0,8 4 необхідно щоб додержувалися нерівності

‹ (0,36 +0,1 ) (19)

‹ (0,36 +0,1· 1,43)

8.2 ‹ 13.64 Умова виконується.