Проверка сечения относительно свободной оси

 

Из сортамента выписываем значения момента инерции и радиуса инерции ветви относительно оси y - I ₁ и i ₁, площадь сечения ветви A и расстояние от оси y - y до наружной грани стенки - z ₀ для ветви из принятого сортамента и определяем момент инерции колонны I_Sy [1].

Расчетная длина ветви

 

(5.7)

 

Назначаем размеры сечения соединительных (по данным проектирования принимают .

Определяем момент инерции колонны относительно свободной оси

Для двух швеллеров –

 

; (5.8)

 

для двух двутавров –

 

. (5.9)

 

Радиус инерции сечения стержня относительно свободной оси и гибкость стержня колонны относительно свободной оси вычисляются по формулам

 

, (5.10)

 

(l_ef – длина колонны).

Для вычисления приведенной гибкости относительно свободной оси необходимо проверить отношение погонных жесткостей планки и ветви (размеры берем из рисунка 5.1).

В зависимости от отношения

 

а) б)

а – сечение колонны из двух швеллеров;

б - сечение колонны из двух двутавров

Рисунок 5.1 – Стержень колонны с планками

 

(5.11)

 

определяют приведенную гибкость колонны

при

при

где

Проверку устойчивости принятого стержня ведем по формуле

 

, (5.12)

 

перенапряжение не допускается.

 

5.5 Расчет соединительных планок

 

Планки в центрально-сжатых сквозных колоннах рассчитывают на условную поперечную силу, возникающую при продольном изгибе. Эта сила возникает в результате изгиба стержней при потере ими устойчивости. Условную поперечную силу следует распределять поровну между планками, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости (рисунок 5.2). Расчет планок состоит в проверке их сечения и расчете прикрепления их к ветвям.

Условную поперечную силу можно определить по таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Значение условной поперечной силы , кН

Расчетное сопротивление, МПа
Qfic, кН	0,20 А	0,30 А	0,40 А	0,50 А	0,60 А	0,70 А

 

Условная поперечная сила, приходящаяся на систему планок, расположенных в одной плоскости

. (5.13)

Изгибающий момент и поперечная сила в месте прикрепления планки

 

; (5.14)

. (5.15)

 

где - расстояние между центрами планок;

- расстояние между осями ветвей.

Принимаем катет шва примерно равным толщине планки.

Определяем, какое из сечений швов по прочности, по металлу шва или по границе сплавления, имеет решающее значение.

При ручной сварке по [4] принимаем электроды, а по типу электродов из по [4] устанавливаем значение . Значения коэффициентов и устанавливаем по таблице 2.3. Вычисляем расчетное сопротивление угловых швов по прочности (по металлу границы сплавления) .

Рисунок 5.2 – К расчету планок

 

Вычисляем рабочую площадь сечения и момент сопротивления углового шва планки:

, (5.16)

 

где - расчетная длина углового шва, принимаемая равной высоте планки, т. е. ;

 

(5.17)

 

По наименьшему из произведений или ведем проверку прочности.

Прочность шва, прикрепляющего планку к ветви колонны, проверяем по равнодействующему напряжению от момента и поперечной силы:

по металлу шва

 

, (5.18)

 

или по металлу границы сплавления

 

, (5.19)

где и - коэффициенты условий работы сварного соединения, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I₁, I₂, II₂ и II₃, для которых при МПа (4200 кг/см²) и - для всех сталей.