Проектировании колонны

1 Конструкторский раздел

1.1Описание конструкции колонны

Колонна - это металлическая конструкция которая работает на сжатие и применяется в качестве промежуточных опор для балок, ферм, перекрытий больших пролётов.

Колонна состоит из оголовка, стержня и базы.

Оголовок состоит плиты, вертикальных и горизонтальных рёбер жёсткости и предназначен для установки конструкций нагружающих колонну.

Стержень состоит из двух швеллеров, расположенных полками вовнутрь,
соединённых планками. Стержень является основным несущим элементом
колонны.        

База служит для распределения равномерно по площади опирания и
обеспечивает закрепление нижнего конца в фундаменте. База состоит из
опорной плиты и траверс.        

Сечения элементов выбирают такими, чтобы обеспечить одинаковую жесткость в обоих направлениях. Такие колонны имеют достаточно высокую технологичность в изготовлении и экономичны то затратам металла. С точки зрения экономики еще более рациональны колонны трубчатого сечения. Однако ввиду дефицита труб такие колонны применяются редко.

1.2Выбор и обоснование металла сварной конструкции

Выбор материала сварного узла/производится с учётом обеспечения прочности и жёсткости при наименьших затратах на его изготовление, с учётом экономии металла, гарантирование условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений, обеспечения надёжности эксплуатации при заданных нагрузках переменных температурах.      

     В данном курсовом проекте выбрана сталь Ст3ПС, которая является конструкционная низкоуглеродистой, так как содержание углерода до 0.25% и по степени раскисления является промежуточной между спокойной и кипящей. Она содержит такое количество раскислителей, при котором газов выделяется меньше, чем при затвердевании кипящей стали, и поэтому имеет меньшую химическую однородность. Степень раскисления отражается в ее маркировке, например; 09Г2 т.д. Она является хорошо свариваемой сталью, так как количество углерода не превышает 0.25%. Химические и механические свойства стали представлены таблицах 1 и 2 соответственно.

[pic 1]

Таблица1 - Химический состав стали[pic 2]

     Таблица 2 - Механические свойства стали

      1.3 Расчёт и конструирование стержня колонны

      Ориентировочно принимаем коэффициент продольного изгиба φ= 0,8.               Определяем требуемую площадь поперечного стержня колонны Атр, см2, по формуле

Атр = N/φ*Ry  = 1010/0,8*22,5= 56,1 см²                  (1)

где N - расчетная нагрузки, кН;

Ry - расчетное сопротивление металла, кН/см².

      Так как сечение колонны состоит из двух швеллеров, находим требуемую площадь одного швеллера  Аʹтр  , см², по формуле

                                     Аʹтр = Атр /2 = 56,1/2=28,05 см ²                         (2)