Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Марта 2012 в 18:35, курсовая работа
Балки присутствуют в составе многих сварных конструкций (рамные конструкции, мостовые краны, строительные конструк¬ции) и как элементы этих конструкций работают в основном на поперечный изгиб и передают действующую на балку нагрузку; в некоторых конструкциях балки работают на косой изгиб, кру¬чение или могут передавать продольные усилия. Наиболее рас¬пространены однопролетные (разрезные) балки в связи с опреде¬ленностью их работы, простотой изготовления и монтажа.
Введение.
1. Статический расчёт балки
2.Подбор сечения
3.Проверка сечения подкрановой балки
3.1Расчёт сечения балки в вертикальной плоскости
3.2Расчёт касательных напряжений в сечении
3.3 Проверка балки на прогиб
3.4 Определение удельных нагрузок
4. Проверка поясных швов
5.Проверка устойчивости стенки металлоконструкции
6.Проверка опорных рёбер подкрановой балки
Список используемой литературы.
Примечание: Пояснительная записка курсового проекта выполняется на листах (формат А4);чертёжи прилагаются к пояснительной записке на листах ватманской бумаги (формат А2)
Сумма моментов инерции верхнего пояса и рельса:
J п = (30 • 1,23/12) + 1 220 » 1 220 см4;
Z=3,25 (J п / dст)1/3 = 3,25(1 220/1)1/3 = 34,8 см.
Отсюда местное напряжение
σm = 1,1Р/(dст Z) = 1,1 • 20500 / (1,1 • 1• 34,8) =
= 590 кгс/см2 < 2100 кгс/см2.
3.3 Проверка балки на прогиб
Проверяем прогиб:
F /l = σ l / (107 h n • 1,1) = 2 070•1 200 / (107•122,2 • 1,2 • 1,1) =
=1/650< 1/600.
При определении прогиба приняты наибольшие напряжения от нормативной вертикальной нагрузки без учета коэффициента динамичности.
Тормозная балка не только воспринимает тормозные силы, но и служит для прохода обслуживающего персонала. Ширина прохода — 500 мм, нормативная удельная нагрузка — 0,2 тс/м2.
3.4 Определение удельных нагрузок
Удельные нагрузки на окаймляющий швеллер:
удельный вес швеллера и листа размерами 300 х 6 мм
р = 24 + 0,3 • 47,1 = 38 кгс/м;
удельная временная нагрузка g = 0,5• 0,5• 200 = 50 кгс/см;
удельная расчетная нагрузка g р = 0,038 • 1,1 + 0,05 • 1,4 = 0,1 тс/м; удельная нормативная нагрузка g н = 0,038 + 0,050 = 0,09 тс/м.
Наибольший изгибающий момент в швеллере от вертикальной нагрузки
Мв =g p l2 / 8 = 0,10 • 122 / 8 = 1,8 тс/м.
Напряжения в окаймляющей балке
σ = Мв/ Wх + Му/ Wву = 180 000 /242 + 250 000/2 680 =
= 840 кгс/см2 < 2 100 кгс/см2.
Значение Wх = 242 см3 взято из справочных таблиц для данного сечения профиля балки. Прогиб окаймляющей балки
F /l = [σ l / (107 hшв )] (gн/gр) = [840• 1 200 /(107 •24)] • (0,09/0,10) =
= 1/270<1/250.
4. Проверка поясных швов.
Высота швов hш = 6 мм, сварка
автоматическая (β = 1).
Отсюда
t ш= [(1/(2 βh ш)][(QmахSx1/2 /J x)2+ (n 1Р / z)2]1/2 =
= [1/(2 • 1 • 0,6)][(49 600 • 2 110/385 260)2 + (1,1 • 20 500/34,8)2]1/2 =
= 530 кгс/см2 < 1 500 кгс/см2.
5. Проверка устойчивости стенки.
Так как h0/d=120/1=120,
проверка устойчивости стенки необходима.
Расстояние между
ребрами а = 1,2 м.
При а / h0 = 1 > 0,8 и σμ ≠ 0 проверка проводится дважды,
причем при определении σ0 принимают h0 = 2у = 2 • 58 = 116 см. Проверку производим для первого и пятого отсеков (рис. 11.1).
Первый отсек:
А = Ɵ(5,1 + 9,5 + 11,4)/12 = 2,16 Ɵ = 2,16 • 1,2 • 15,5 = 40,3 тс,
где Ɵ = 1,2 Р н mах;
Q= 1,04А= 1,04 • 40,3 = 41,1 тс;
М = 1,05А • 0,6 = 1,05 • 40,3 • 0,6 = 24,9 тс • мT;
σ = Му/Jх = 2 490 • 58/385 260 = 0,375 тс/см2; σm = 0,575 тс/см2;
t = Q/(dh0) = 41,1/(1 • 120) = 0,342 тс/см2;
σ 0 = К0(100 d/(2у))2 = 6,46(100 • 1/116)2 к 4,72 тс/см2,
где К0 = (6,30 + 6,62)/2 = 6,46 при g = 2 • 30 • (1,2/1)2 /120 » 0,9;
σ m0=К1[100d/(0,5а)]2 = 2,06[100 • 1/(0,5 • 120)]2 = 5,73 тс/см2,
где К1 = (2,04 + 2,07) / 2 » 2,06 при g = 0,9 и 0,5а /h0 = 0,5 • 120 / 120 = 0,5;
t0= (1,25+ 0,95/m 2)(100 d/d)2= (1,25+ 0,95/12)(100-1/120)2 = 1,53 тс/см2,
где m = а / h0 = 120/120 = 1;
[(σ/ σ 0 + σ m / σ m0 )2+ (t/t0)2]1/2 = [(0,375/4,72+ 0,575/5,73)2+
+ (0,342/1,53)2]1/2 = 0,28 < 0,9.
Пятый отсек:
А = 4 Ɵ • 5,65/12= 1,88 Ɵ = 1,88 • 1,2 • 15,5 = 35 тс;
Q = 1,04(A - Р) = 1,04(35 - 1,2 • 15,5) = 17 тс;
М = 1,05(А • 5,4 - Ɵ • 4,4) = 1,05(35 • 5,4 - 1,2 • 15,5 • 4,4) = 112 тc. м;
σ = 11 200 • 58/385 260 = 1,69 тс/см2; σ m= 0,575 тс/см2;
t= 17/(1 • 120) =0,142 тс/см2.
Критические напряжения σ0 ; σ m0 и t0 остаются те же, поэтому
[(1,69/4,72 + 0,575/5,73)2 + (0,142/1,53)2]1/2 = 0,47 < 0,9.
Размеры ребер жесткости — 90x6 мм; bр/dр= 90/6 = 15;
bр min= h0/30 + 40 = 1 200/30 + 40 = 80 мм < 90 мм.
6. Проверка опорных ребер.
Торцовые опорные ребра имеют размеры 150x8 мм.
Напряжение смятия торца
σ см = А/( bТ р/dТр) = 35 000/(15 • 0,8) = 2 920 кгс/см2 < 3 200 кгс/см2.
Проверяем устойчивость опорной стойки:
Fст =/ bТр( dТр+dр) = 15(0,8 + 0,6) = 21 см2;
Jx = 0,8 • 153/12 = 225 см4; rх = (225/21)1/2 = 3,26 см;
l = 65/3,26 = 20; j = 0,97;
σ = 35 000/(0,97 • 21) = 1 720 кгс/см2 < 2 100 кгс/см2.
Толщина швов прикрепления торцового ребра к стенке hш = = 6 мм, сварка ручная. Расчетная длина шва 1Ш = 65 - 1 = 64 см.
Отсюда t ш = 35 000/(2 • 0,6 • 64) = 460 кгс/см2 < 1 500 кгс/см2.
Схема членения подкрановой балки на отсеки.
Ɵ-нагрузка в отсеках подкрановой балки;
На выделенных отсеках балки - производим расчёты.
0,6
1,9
Ɵ
Ɵ
1,2
А
1,0
4,4
0,95
Ɵ
1,2 1,2
А
ЛИТЕРАТУРА
Основная:
В .В.Овчиников «Расчёт и проектирование сварных конструкций» Учебник для студентов учреждений сред.проф.образования -М ; Издательский центр «Академия,2010.-224с.
В .В.Овчиников «Расчёт и проектирование сварных конструкций» Практикум и курсовое проектирование -учебное пособие для студентов сред.проф.образования-М ; Издательский центр «Академия,2010.-256с.
Дополнительная:
Блинов А.Н., Лялин К.В. Сварные конструкции. М.: СЧройиздат.
1990.
Васильев А.А. Металлические конструкции. - М.: Сгройиздат. 1979.
Михайлов А.М. Сварные конструкции. - М.: Сгройиздат, 1983. Михайлов А.М. Основы расчета элементов строительных конструкции в примерах. - М.: Высшая школа, 1980.