2020-06-29
154
Практическая работа № 3
Тема: Подбор поперечного сечения колонны.
Цель: Научиться подбирать сечение колонны методом последовательного приближения.
Задание: Решить задачу. Сделать вывод. Написать отчет.
Ответить на контрольные вопросы.
Задача 3.1.
Подобрать сечение колонны, если её длина L, продольная сжимающая сила F. Материал- сталь.
Методические указания для решения задачи 3.1.
1.Допускаемое напряжение для заданного материала стойки 
, МПа, определяют по формуле:
,
где 
- предел текучести заданного материала стойки, МПа;
[n] – требуемый коэффициент запаса прочности. Приложение А
Принимают [n] = 1,3¸1,5
2.Задаются коэффициентом продольного изгиба – φ.
Принимают φ = 0,5¸0,6
3. Требуемую площадь поперечного сечения стойки А, мм2, определяют по формуле:
4. Задают размеры проектируемого сечения
Sв – толщина вертикального листа
hв – высота вертикального листа
Sг – толщина горизонтального пояса
в - ширина горизонтального пояса
Площадь А2, мм2, рассчитывают по формуле:
1.Осевой момент инерции Ix, см4, относительно оси OX рассчитывают по формуле:
2.Осевой момент инерции Iy, см4, относительно оси ОY рассчитывают по формуле:
7. Для дальнейших расчетов принимается меньшее значение момента инерции.
8. Радиус инерции 
рассчитывают через меньшее значение момента инерции. Радиус инерции рассчитывают по формуле:
9. Гибкость стержня 
определяют по формуле:
,
где m - коэффициент зависящий от способа крепления концов стержня.
10. По таблице находят уточненное значение коэффициента φ1, смотри Приложение В.
11. Подсчитаем напряжение:
Расчетное напряжение 
должно быть близким к 
.
Допустимые отклонения в пределах 
5%. В противном случае размеры поперечных сечений элементов изменяют в требуемом направлении.
Таблица 7 - Варианты заданий к задаче № 3.1
| Вариант | Сила F (кН) | Длина колонны L (м) | Материал |
| 1 | -100 | 2,8 | ВСт2пс |
| 2 | -120 | 2,6 | ВСт2пс |
| 3 | -150 | 2,0 | ВСт2пс |
| 4 | -200 | 2,3 | ВСт2пс |
| 5 | -250 | 1,8 | ВСт2пс |
| 6 | -300 | 2,2 | ВСт2пс |
| 7 | -130 | 2,1 | ВСт2пс |
| 8 | -160 | 2,4 | 09Г2 |
| 9 | -180 | 2,6 | 09Г2 |
| 10 | -170 | 2,5 | 09Г2 |
| 11 | -200 | 2,3 | 09Г2 |
| 12 | -210 | 2,4 | 09Г2 |
| 13 | -220 | 2,6 | 09Г2 |
| 14 | -230 | 2,3 | 09Г2 |
| 15 | -240 | 2,5 | 09Г2 |
| 16 | -250 | 2,8 | 09Г2 |
| 17 | -260 | 3,1 | 09Г2С |
| 18 | -270 | 3,2 | 09Г2С |
| 19 | -300 | 3,3 | 09Г2С |
| 20 | -310 | 4,2 | ВСт3пс |
| 21 | -320 | 4,3 | ВСт3пс |
| 22 | -330 | 4,5 | ВСт3пс |
Схемы крепления колонн(стержней) указаны на рисунках 10-13
Для вариантов с 1 по 7(оба конца-шарнирно)
Рисунок 10 - Схема крепления стойки
Для вариантов с 8 по 15(один жестко, второй- свободно)
Рисунок 11 - Схема крепления стойки
Для вариантов с 16 по 23(оба конца - жестко)
Рисунок 12 - Схема крепления стойки
Для остальных вариантов(один конец –жестко, второй - шарнирно)
Рисунок 13 - Схема крепления стойки
Контрольные вопросы
- Какие элементы конструкции называют колоннами?
- Какие типы сечений применяются для сварных колонн при небольших и больших усилиях?
- Что называется гибкостью стержней колонны? Как она обозначается и какую имеет размерность?
- Какие допускаемые напряжения применяются при расчете колонн? Что такое коэффициент φ? Зависит ли коэффициент φ от марки металла, гибкости?
- Как подбирают сечение в сжатой колонне при заданном усилии и допускаемом напряжении?
- В чем состоит способ последовательного приближения подбора сечения в сжатых колоннах?
| Азанов | 1 |
| Амосов Дмитрий Алексеевич | 2 |
| Давлетов Эльдар Равилевич | 3 |
| Деменев Артем Алексеевич | 4 |
| Добромильский Евгений Александрович | 5 |
| Дранишников Антон Александрович | 6 |
| Дрыкин Глеб Станиславович | 7 |
| Елизаров Никита Андреевич | 8 |
| Каменских Даниил Алексеевич | 9 |
| Кладов Денис Юрьевич | 10 |
| Новиков Данил Михайлович | 11 |
| Паздников Георгий Алексеевич | 12 |
| Плюснин Дмитрий Юрьевич | 13 |
| Ромашов Даниил Ильич | 14 |
| Ростовцев Федор Игоревич | 15 |
| Тоисев Сергей Андреевич | 16 |
| Фетисов Андрей Сергеевич | 17 |
| Хайруллин Рафаэль Илдусович | 18 |
| Чунарев Дмитрий Алексеевич | 19 |
| Шабалин Дмитрий Александрович | 20 |
| Шумков Андрей Николаевич | 21 |
Приложение А
Коэффициенты надёжности по назначению.
| Класс конструкции | Степень активности объекта | Пример объекта | Коэффициент надёжности |
| 1 | Основные здания и сооружения объектов, имеющих особо важное народнохозяйственное или социальное значение. | Главные корпуса ТЭС, АЭС главные узлы доменных печей, резервуары для нефти и нефтепродуктов объёмом более 10 000 м  и т.п.
| 1 |
| 2 | Здания и сооружения объектов, имеющих важное народнохозяйственное или социальное значение. | Объекты не вошедшие в 1 и 3 классы. | 0,95 |
| 3 | Здания и сооружения объектов, имеющих ограниченное народнохозяйственное или социальное значение | Склады для хранения сельхозпродуктов, угля, удобрения и др., теплицы, парники, временные здания и сооружения со сроком службы свыше 5 лет. | 0,9 |
Примечание. Для временных зданий и сооружений со сроком службы до 5 лет допускается принимать 
Приложение Б
