5. 2 Стержень наскрізної колони.

В курсовій роботі рекомендується виконувати з двох двотаврів або швелерів, з’єднаних планками.

Розрахунок стержня наскрізної колони відносно матеріальної осі х-х виконують по аналогії з стержнем суцільної колони. При розрахунку відносно вільної осі y-y коефіцієнт поздовжнього згину знаходять не як функцію гнучкості , а в залежності від приведеної гнучкості, величину якої визначають наступним чином:

при (45)

при (46)

де - момент інерції планки відносно власної осі,

- момент інерції гілки відносно осі 1-1,

- гнучкість окремої гілки при згині її в площині, перпендикулярній до осі 1-1, приймається ;

- відношення погонних жорсткостей гілки і планки.

Розрахунок планок наскрізної колони виконують на умовну поперечну силу , яка приймається постійною по всій довжині стержня

(47)

де - поздовжнє навантаження на складений стержень;

- коефіцієнт поздовжнього згину, який приймається для складного стержня в площині з’єднувальних елементів.

Умовну поперечну силу можна прийняти і на підставі наступних співвідношень:

;

;

;

.

де – площа перерізу стержня. Для проміжних значень значення слід інтерполювати.

При наявності декількох площин планок поперечна сила розподіляється між ними порівну, при цьому планки працюють як елементи безрозкісних ферм.

Порядок розрахунку.

1. Виконують пункти 1..А так як і для суцільної колони.

2. По сортаменту підбирають два швелери або два двотавра так, щоб і виписують необхідні геометричні характеристики .

3. Перевіряють стійкість стержня відносно матеріальної осі при

4. Із умови рівностійкості визначають необхідну гнучкість і радіус інерції перерізу відносно осі, при цьому прийнявши гнучкість гілки , а приведену гнучкість приймають

5. Визначають ширину перерізу використовуючи табл. 13, а також конструктивні обмеження при яких проміжок між полицями не повинен бути меншим за 100…150 мм.

6. Визначають переріз планки і необхідні параметри для перевірки перерізу на стійкість відносно вільної осі:

7. Перевіряють стійкість стержня відносно вільної осі при

8. Обчислюють умовну поперечну силу по (47). Розраховують поперечну силу на одну планку і розрахункові зусилля в місці кріплення планки до голівок колони:

7. Призначивши величину катету шва кріплення планки до гілки колони, перевіряють його міцність на спільну дію сили зсуву і згину

(48)

де - момент опору перерізу шва (по металу шва або по металу межі сплавлення)

- розрахункова площа шва.

Приклад 5.2

За даними прикладу 5.1 підібрати переріз наскрізної колони, гілки якої з’єднані планками.

Розв’язок:

Визначаємо необхідно площу перерізу при попередньому значенні .

Приймаємо по сортаменту два швелери №36 з геометричними характеристиками:

Гнучкість стержня колони відносно матеріальної осі:

Приймаємо гнучкість гілки колони визначимо необхідну гнучкість відносно вільної осі:

Необхідний радіус інерції перерізу:

Ширина перерізу

Одержаний розмір повинен бути не меншим ніж подвійна ширина полиць швелерів плюс проміжок, необхідний для фарбування внутрішньої поверхні стержня колони. В даному випадку

Приймаємо переріз планки

Момент інерції перерізу планки

Відстань між осями гілок колони:

Момент інерції перерізу відносно вільної осі:

Радіус інерції

Гнучкість

Максимальне значення просвіту між пластинами:

Відстань між осями планок

Співвідношення погонних жорсткостей планки і гілки колони:

таким чином приведену гнучкість визначаємо за формулою:

Так як , то напруги можна не перевіряти, стійкість колони забезпечена в обох площинах. Умовна поперечна сила, яка припадає на систему планок

Поперечна сила, яка припадає на одну планку і згинаючий момент в місці кріплення планки:

- поперечна сила.

Кріплення планок до гілок колони здійснюємо зварюванням напівавтоматом. Приймаємо зварочний дріт СВ-0,8А і визначаємо випадок розрахунку:

Таким чином розрахунок ведемо по металу шва. Момент опору шва при прийнятому катету: ,

Перевіримо міцність шва на спільну дію і зрізу і згину

Міцність шва забезпечена.