2. Розрахунок та конструювання з’єднувальних елементів та зварних швів

1. З умов забезпечення рівностійкості колони визначаємо відстань гілок від вільної вісі (див. табл.3)

, (2.8)

де - відстань між гілками стержня колони;

, - коефіцієнти радіусів інерції, які залежать від типу перерізу (див. табл.3).

Прийняте значення відстані між гілками стержня колони повинно бути не менше подвоєної ширини полки прокатного профілю плюс зазор 100мм для можливості очистки та фарбування гілок з вибраного боку

, (2.9)

де - ширина полиці;

- висота перерізу, яка дорівнюється номеру прокатного профілю.

Робиться висновок: З двох величин вибирається більше, яке округляється до нуля в см.

2. Для того, щоби гілки стержня колони працювали, як єдине ціле їх з’єднують за допомогою планок або решітки. З’єднувальні елементи розраховуються на умовну поперечну силу, близькі значення якої можливо визначити по таблиці 5.

Таблиця5

Значення умовної поперечної сили

Розрахунковий опір , МПа	210	260	290	380	440	530
	0,2А	0,3А	0,4А	0,5А	0,6А	0,7А

де - площа перерізу стержня колони, приймається в сантиметрах.

Примітка: Для проміжних значень табличні значення потрібно інтерполіровать.

Визначаємо умовну поперечну силу (див. рис.1.б) .

2.2.3 Розрахунок з’єднувальних планок:

2.2.3.1 Визначаємо розміри з’єднувальних планок (рис. 1)

а)Назначаємо ширину з’єднувальної планки

(2.10)

б) Довжина з’єднувальної планки визначається по формулі

(2.11) де = b-2b_f - величина просвіту між гілками стержня колони, якщо гілка виконана зі швелера та l₁= b- b_f , якщо гілка виконана з двотавра ;

- величина заходу ланок на гілки колони.

в)Товщина з’єднувальної планки назначається з умов забезпечення стійкості

; (2.12)

;

.

Робиться висновок щодо вибраних розмірів з’єднувальної планки. Ширина та товщина планки вибирається по таблицям листового сортаменту. Ширина – в розрахованих границях (формула 2.10), а товщина близько до найбільшого значення серед розрахованих товщин (формула 2.12)

2.2.3.2 Визначаємо розрахункову довжину гілки стержня колони (довжина гілки в світу між планками, див. рис.1а)

(2.13)

де - гнучкість однієї гілки стержня колони відносно вісі паралельної вільної вісі, рекомендується її приймати в границях:

.

Та округляємо l_b до нуля в см в меншу сторону l_b=.

2.2.3.3Розраховуємо відстань між центрами планок

(2.14)

2.2.3.4 Визначаємо умовну поперечну силу, яка приходиться на планку з одного боку колони.

(2.15)

2.2.3.5 Планки працюють на згинання від діяння умовної поперечної сили . В місці кріплення планок діють перерізуючи сила та згинальний момент , які визначаються по формулам (див. рис 1.а,б,в)

(2.16)

де с - відстань між гілками в осях;

(2.17)

Рис.1 До розрахунку стержня колони і з’єднувальних планок

2.2.3.6 В зварних колонах планки кріпляться до гілок колони внапусток та зварюються кутовими швами. Міцність кутового шва визначаємо у такій послідовності:

а) Визначаємо, який із перерізів кутових швів по міцності більш небезпечний, по металу шва чи по межі сплавлення. Для цього по таблицям СНиП ІІ-23-81* знаходимо:

- розрахунковий опір кутового шва на зріз по металу шва попередньо призначив зварювальні матеріали ( тип електроду або марку зварювальної проволоки);

- розрахунковий опір кутового шва на зріз по межі сплавлення;

- коефіцієнт глибини проплавлення по металу шва;

- коефіцієнт глибини проплавлення по металу межі сплавлення;

- нормативний опір основного металу по тимчасовому опору.

Робиться висновок. Небезпечний переріз, буде той де добуток буде менший чи . Розрахунок зварних швів ведемо по небезпечному перерізу.

б) Визначаємо розрахунково площу шва та момент опору шва _. Приймаємо приварку планок (залежно від її товщини) до полиць гілок колони кутовими швами з катетом .

(2.18)

(2.19)

2.2.3.7 Розраховуємо напруження у шві від перерізуючої сили - та від згинального моменту .

- дотичне напруження від ; (2.20)

- нормальне напруження від (2.21)

де - розрахункова довжина зварного шва з одного боку планки.

2.2.3.8 Перевіряємо шви на міцність на сумісне діяння перерізуючої сили та згинального моменту

(2.22)

Робиться висновок щодо забезпечення міцності зварного шва.