Расчёт колонны. Определение расчётных длин. Подбор сечения в верхней части колонны. Расчётная схема траверсы с эпюрами. Эпюра напряжений, страница 4

Wтр ≥ 215400/(2450 x 1.2) = 70,39 см³.

W = tтр х hтр ²/6, отсюда:

hтр = (6 х W/tтр) ^0.5 = (6 х 70,39/1) ^0.5 = 20,55см, принимаем:

hтр = 300 мм.

 Рис. 4 Расчётная схема траверсы с эпюрами M и Q.

Произведём проверку траверсы по касательным напряжениям:

τ = (1.5 х Qmax)/(tтр xhтр) ≤ Rsxγc, где:

Rs – расчётное сопротивление стали сдвигу определяется как:

Rs = 0.58 х Ry = 0.58 х 2450 = 1421 кг/см².

τ = (1.5 х 26730)/(1 x 30) = 1336,5 кг/см² ≤ 1421 x 1.2 = 1705,2 кг/см².

Проверка по касательным напряжениям выполняется.

 Расчёт швов прикрепляющих траверсу к колонне:

В качестве материалов для сварки примем: сварочная проволока СВ-08Г2С.

Длина шва определяется:

lшва = R/(2 xRwfxkfx γwfx βf), где:

R = fmax (RA, RB) = RB = 532,4 кН = 53240 кг (см. Рис. 16).

Rwf – расчётное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва:

Согласно т.3 [7]:

Rwf = (Rwunx 0.55)/γwm,

Rwun – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению, принимаем равным 5000 кг/см² для проволоки СВ-08Г2С по т.4 [7].

γwm – коэффициент надёжности по материалу, принимается равным 1.25 для сталей с Rwun ≤ 5000 кг/см².

Rwf = (5000 x 0.55)/1.25 = 2200 кг/см².

kf – катет шва принимаем равным 8 мм = 0.8 см.

γwf – коэффициент условия работы сварного шва, принимаем равным 1.

βf принимаем равным 0.8.

lшва = 53240/(2 x 2200 x 0.8 x 1 x 0.7) = 21,6 см = 216 мм.

Расчёт анкерных планок:

Рис. 5

Из условия прочности:

Wтр ≥ Mmax/(Ryxγc),

Mmax = 2,4 кН*м = 24000кг*см. (см Рис. 17)

Принимаем сталь С255 с Ry = 2450 кг/см², γc принимаем равным 1.2.

Wтр ≥ 24000/(2450 x 1.2) = 7,84 см³.

Принимаем пластину толщиной: tпл = 25 мм.

Конструирование и расчет оголовка колонны.

          Нагрузки с покрытия передаются на колонну через вертикальные консольные ребра.

          Толщина опорной плиты из конструктивных соображений 20 мм.

          Высота ребер из условия прочности сварных швов.

h_s <= (∑l_wтр/ 4) +10мм

где

∑l_wтр – суммарная длина швов

Сварка – полуавтоматическая в среде углекислого газа проволокой         Св – 08Г2С. Определяем расчётное сечение соединения β_f R_wf=0,9*21,5=19,35;               β_Z R_WZ=1,05*0,45R_un=1,05*0,45*38=17,955, что является меньше β_f R_wf=19,35. Расчётным сечением является сечение по металлу границы сплавления.

                       

k_f – катит шва, принимаемый по наименьшей толщине свариваемых элементов

k_f = 10мм

β_f – коэффициент провара, для сварки полуавтоматом β_f =0,9

                                       ∑l_wтр = 1020,44/ 1,05*0,45*38*1*1*0,95 =59,83см

                                       h_S = (598,3/ 4 )+10mm =159,7 мм

Принятая высота ограничивается условием

h_s<= 85 β_fk_f = 0.76,5м

0.1597 < 0,765

Принимаем h_s =20см

Толщину рёбер определяем из условия смятия. А_см=N/R_p , где R_p –расчётное сопротивление торцевой поверхности на смятие; А_см=1020,44/34,6= 29,49 см². Усилие N передаётся на колонну на длине l_см = b_p0+2t_f =30+2=32см.

Толщина рёбер t_p = А_см/l_см= 29,49/32 =0,92. Принимаем толщину рёбер равной толщине плиты оголовка – 20мм.

Толщина стенки колонны в месте приварки рёбер определяется из условия работы её на срез. Расчётное сопротивление стали С255 на срез . Толщина стенки колонны  t_w =1020,44/2*20*13,86 =1,84 см, что больше стенки в подобранном сечении ко-лонны, делаем вставку. Принимаем толщину вставки в стенку колонны t_w =20 мм.