1. Конструкторский раздел

1.1 Описание конструкции колонны.

Колонна представляет собой вертикальный элемент передающий нагрузку от вышележащих конструкций на фундамент. В курсовом проекте необходимо рассчитать центрально-сжатую колонну. В центрально-сжатых колоннах нагрузка прикладывается по оси стержня.

По конструктивному решению стержни колонн подразделяются на сплошные и сквозные.

В курсовом проекте применена сплошная колонна состоящая из трех прокатных листов. Она достаточно экономична по расходу металла и технологична в изготовлении.

Обоснование материала сварной конструкции производится с учетом следующих основных требований:

обеспечения прочности и жесткости при наименьших затратах ее изготовления с учетом максимальной экономии металла;

гарантирования условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений;

обеспечения надежности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках. В курсовом проекте применена сталь Вст3пс которая обладает хорошей свариваемостью, обладает высоким пределом прочности.

Химический состав и механические свойства стали приведен в таблице

Марка стали	ГОСТ	Содержание элементов, %
Вст3пс	10706-76	C	Mn	Si	Cr	S	Ni	Cu	P
		0,18	0,52	0,23	0,02	0,026	0,06	0,09	0,014

Таблица 2 – Механические свойства стали

Марка стали	ГОСТ	Временное сопротивле-ние разрыву, [σв ] МПа	Предел текуче-сти,σ0,2 МПа	Относи-тельное удлине-ние, %	Ударная вязкость, мДж/м^2
Вст3пс	10706-76	370-480	245	25	0,5

1.3.1. Конструирование и проверочный расчет центрально-сжатой колонны сплошного квадратного сечения

1.3. Изображаем схему нагрузки балки с учетом задания на проектирование.

l	hmax	bmax	N	Тип сечения	Материал	Ry
м	м	м	кН			кН/см^2
2,3	0,46	0,3	220	К	Вст3пс	2450

1.3.3.1 Задаемся коэффициентом продольного изгиба

φ= 0,75…0,85=0,85

1.3.3.2 Определяем расчетную площадь поперечного сечения стержня, см²

где, N – продольная нагрузка кГ

φ – коэффициент продольного изгиба.

R_y – расчетное сопротивление стали, кГ/см²

1.3.3.3 По расчетной площади определяем размеры сечения в соответствии гост 30245-94

h hст Sст

bп

h	t	Площадь сечения	rx	ry
см	см	см^2	см	см
34	1,4	155	12,7	10,3

Определяем габариты сечения h_ст и b_n для квадратного сечения, см.

h_{ст =} r_x /0.43 см=12,7/0,43=29,5 см

b_п = r_y /0,43 см=10,3/0,43=23,9 см

Принимаем: h_ст^д=34 см b_п^д=26 см

где r_x , r_y - радиус инерции сечения с трежня колонны относительно оси х, y, см

Так как ширина колонн b_n не рекомендуется принимать большие

высоты h , то обычно принимают b_n и h_ст размеры уточняем в соответствии с ГОСТ 30245-84

1.3.3.4 При подборе толщины и поясов стремятся к тому, чтобы около 50% площади сечения приходилось на долю поясов, то есть

А_n = 0.5·А_р=0,5·105,64=52,8 см²

А_ст = 0.5·А_р=0,5·105,64=52,8 см²

где А_n – площадь поперечного сечения пояса колонны, см²

А_ст – площадь поперечного сечения стенки колонны, см²

1.3.3.5 Толщина стенки, см

Принимаем: Sст^д = 1,4 см.

Толщину стенки желательно принимать в пределах 0,6…1,4 см, при этом должно выполняться условие

Толщина пояса, см

Принимаем: Sп^д = 1,27 см.

Толщину пояса желательно принимать в пределах 0,8…4,0 см, соблюдая условие

Все размеры подобранного сечения h, bп, S_ст,S_n мм – должны быть уточненными по ГОСТ 30245-94

Таблица 4

№ профиля	hст^д	sст^д	bп^д	sп^д		Масса профиля		Площадь сечения
	мм				кг		см^2
	340	14	260	12,7		291,2		161,24

1.3.3.6 Определяем общую площадь сечения колонн, см²

где - действительная площадь поперечного сечения стенки колонны, см²

- действительная площадь поп еречного сечения пояса колонны, см²

1.3.3.7 Определяем геометрические характеристики сечения

Момент инерции сечения стержня колонны относительно оси х, см

Момент инерции сечения стрежня колонны относительно оси у, см

Радиус инерции сечения стрежня колонны относительно оси х, см

Радиус инерции сечения стрежня колонны относительно оси у, см

Гибкость колонны в обоих направлениях будет соответственно равна

где l_p – расчетная длина стержня,

l _р = µ * l см

где µ -коэффициент зависящий от закрепления концов стойки

Коэффициент продольного стержня колонны σ, кГ/см²

1.3.3.8 Так как швы соединяющие стенку с поясом являются связующими, то их расчет не производится. Выбор катета шва производится с учетом требований предъявляемых СНиП 11-23-81. При этом катет угловых швов должен быть не менее 4 мм но не более 1,2 S min. Катет шва равен 6 мм.