Основные теоретические положения. Разработал преподаватель

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ВЫПОЛНЕНИЕ

ПРОВЕРОЧНЫХ РАСЧЕТОВ СВАРНЫХ БАЛОК

РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

(БАЛОК ПЕРЕКРЫТИЯ, ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК)

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Разработал преподаватель

Ю.В.Селиванова

 

 

 

 

Обсуждено и одобрено

На заседании цикловой комиссии

спецдисциплин специальности

«Оборудование и технология сварочного производства»

 

Протокол №___ от___________________

Цели работы

 

1.1 Приобретение практических навыков по расчету балок перекрытий

1.2 Формирование навыков самостоятельной работы с учебной и справочной литературой

 

Методическое обеспечение

 

2.1 Методические рекомендации по выполнению практической работы

2.2 Индивидуальное задание

2.3 Рабочая тетрадь

2.4 Справочная литература

 

Последовательность выполнения практической работы

 

3.1 Для заданных условий индивидуального задания:

- определите габаритные размеры балки;

- произведите проверку балки на прочность по нормальным и касательным напряжениям;

- проверьте балку на жесткость по относительному прогибу;

- сделайте выводы.

3.2 Оформите практическую работу в рабочей тетради.

 

Основные теоретические положения

 

Предварительный подбор сечения сварной балки осуществляем в следующей последовательности:

1 Подсчитываем нормативные и расчетные нагрузки.

2 По правилам сопромата определяем максимальные внутренние усилия от расчетных нагрузок (F и М), т.е. строим эпюры.

3 Вычисляем требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки W_mр, см³, по формуле

 

, (1)

где - максимальный расчетный изгибающий момент, кН см;

- коэффициент условий работы балки, [2, с. 343];

- расчетное сопротивление балки, [1, с. 40], кН/см².

 

, (2)

где - максимальный нормативный изгибающий момент, берется с эпюры, кН см;

4 Определяем наименьшую высоту сечения балки h_мin, см, по формуле

 

, (3)

где - длина балки, см;

- относительный прогиб;

- принимается в практических расчетах.

 

5 Определяем оптимальную высоту стенки балки из условия экономичного расхода металла h_опm, см, по формуле

 

, (4)

где - толщина стенки, возрастает с увеличением высоты сечения балки и определяется по эмпирической формуле, мм

 

, (5)

где h – ориентировочная высота балки, м.

 

В связи с тем, что еще не определена, высота стенки балки может быть принята из соотношения

 

, (6)

где - пролет балки, м.

 

Окончательно толщину стенки принимаем, руководствуясь данными

ГОСТ 82-70 [2, с. 358]. По конструктивным соображениям толщина стенки обычно принимается не менее 6 мм.

Окончательно высоту стенки балки ( ) принимаем, руководствуясь данными ГОСТ 82-70 [2, с. 358], близкую к оптимальной, но не меньше минимальной.

6 Установив высоту стенки балки и толщину стенки, переходим к компоновке поясов.

Определяем требуемую площадь одного поясного листа А_п, см², по формуле

 

(7)

 

Выразив площадь сечения пояса А_п через ширину пояса b_п и толщину пояса S_п, получим выражение

 

(8)

 

Ширину поясного листа b_п принимаем в пределах, см

 

(9)

 

По технологическим условиям (для удобства автоматической сварки) эта ширина должна быть не менее 180 мм.

7 Ширину пояса S_п, см, определяем по формуле

 

(10)

 

Причем, S_п назначается в пределах 8-40 мм, но не меньше, чем S_сm с градацией по ГОСТ 82-70.

Значения S_п и b_п уточняем по ГОСТ 82-70 и определяем действительное значение площади сечения поясного листа , по формуле

 

(11)

 

Исходя из условия местной устойчивости с учетом развития в балке пластических деформаций необходимо, чтобы выполнялось соотношение

 

 

8По назначенным размерам определяем геометрические характеристики сечения.

Определяем момент инерции сечения балки относительно оси х, I_х, см⁴, по формуле

 

(12)

 

Определяем действительное значение момента сопротивления сечения балки , см³, по формуле

 

, (13)

где h – высота балки, см.

 

(14)

 

Определяем статистический момент половины сечения балки относительно оси х, S_х, см³, по формуле

 

, (15)

где А_оm – площадь сечения стенки балки, см².

 

(16)

 

9Производим проверку балки на прочность по нормальным напряжениям от максимального изгибающего момента , кН/см², по формуле

 

(17)

 

10 Производим проверку балки на прочность по касательным напряжениям от максимальной поперечной силы , кН/см², по формуле

 

, (18)

где R_s – расчетное сопротивление материала срезу, кН/см²

 

11 Производим проверку балки на жесткость по относительному прогибу

, (19)

где Е – модуль упругости, кН/см²;

Е=21000 кН/см²;

- нормативный прогиб, зависит от назначения балки и дается в

условии.

 

Индивидуальные задания

1 Назовите нагрузки приложенные к балке.

2 Определите нормативные и расчетные нагрузки.

3 Постройте эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.

4 Подберите сечения сварной балки и сделайте проверочные расчеты.

 

Индивидуальные задания представлены в приложении А.

 

6 Содержание отчета(отчет оформляется в рабочей тетради).

Контрольные вопросы

 

6.1 Дайте определение балки.

6.2 Объясните, в зависимости от каких параметров выбирают высоту стенки балки?

6.3 Объясните, что такое относительный прогиб?

6.4 Объясните, как определяют действительные габаритные размеры балки?

6.5 Перечислите все моменты, которые используются в расчетах.