3.2 Подбор сечения колонны

Требуемая площадь сечения

(80)

где предельное значение коэффициента продольного изгиба,

см².

Требуемая площадь одной ветви

(81)

см².

По сортаменту подбираем двутавр № 45 c J_x=27696 см⁴, J_y1=808 см⁴, m=66,5 кг/м, А₁=84,7 см², i_x=18,1 см, i_y=3,09 см, b₁=160 мм.

Гибкость колонны относительно материальной оси

(82)

Приведенная гибкость сечения

(83)

где гибкостьотдельной ветви,

Определяем требуемую гибкость относительно свободной оси:

(84)

C другой стороны, определяется следующим способом:

(85)

Отсюда требуемый радиус инерции сечения:

(86)

Требуемая ширина сечения:

(86)

где коэффициент, зависящий от формы сечения, принимается для двутаврового сечения.

Принимаем ширину сечения колонны b=45 см и проверяем возможность размещения на ней минимального зазора между ветвями Δ=150 мм.

Δ=45-16=29 см > 15 см, что достаточно, оставляем сечение шириной 45 см.

Определяем геометрические характеристики подобранного сечения:

(87)

см⁴.

, (88)

(89)

Проверку производим по большей из гибкостей

Проверку устойчивости проводим по формуле

(90)

где А – площадь двух ветвей колонны, А=2А₁,

Устойчивость колонны обеспечена.

3.3 Расчет и конструирование решетки колонны

Ветви колонны соединяем при помощи листовых планок шириной d_пл=30 см, приваренных к ветвях колонны ручной сварки электродами Э46.

Расстояние между планками определяются по предельной гибкости ветви, которую мы приняли λ₁=30:

(91)

=92,7

Принимаем 120 см.

Определяем условную поперечную силу, которая приходится на две плоскости планок:

(92)

Определяем усилия, действующие на 1 планку:

, (93)

, (94)

, (95)

кН∙м.

Касательное напряжение в сварном шве:

, (96)

где ширина планки, см;

высота катета сварного шва,

коэффициент сварки,

расчетное сопротивление углового сварного шва по металлу шва, см²

см²

Нормальное напряжение в сварном шве

, (97)

см²

Приведенные напряжения в шве

, (98)

см²

Прочность швов обеспечена.