Определение высоты балки

БАЛКА СВАРНАЯ ДВУТАВРОВАЯ

Курсовой проект

Пояснительная записка

150203.03.001.ПЗКП

Руководитель В. Н. Стрижнев

Студент С.О. Голованов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

150203.11.001.ПЗ

Разраб.

Провер.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Балка сварная двутавровая

Лит.

Листов

СП - 306

у

СОДЕРЖАНИЕ

Задание

Введение

1.

Описание конструкции и условий эксплуатации

2. Выбор материала

Пример расчёта и конструирования двутавровой балки

3.

Определение расчётных нагрузок и построение эпюр изгибающего момента и поперечной силы (Q)

4.

Определение высоты балки

4.1. Из условия жёсткости с учётом прочности

4.2. Из условия минимального веса с учётом прочности

4.3. Выбор и обоснование проектной высоты балки

5.

Конструирование сечения балки

5.1. Определение требуемых моментов сопротивления и инерции

5.2. Подбор площади поперечного сечения горизонтальных поясов балки

5.3. Определение уточненных значений высоты балки (h), момента сопротивления сечения (W_x) и момента инерции сечения (I_x) относительно оси х-х

5.4. Проверка прочности сечения балки

5.5. Проверка жёсткости балки

5.6. Проверка общёй устойчивости балки

5.7. Проверка местной устойчивости элементов балки

5.8. Подбор рёбер жёсткости

6.

Конструирование и расчёт сварных соединений

6.1. Выбор и обоснование способа сварки

6.2. Расчёт поясных швов

6.3. Расчёт стыков балки

7.

Конструирование и расчёт опорных плит балки

8. Заключение

Литература

Приложение А. Эпюры изгибающего момента (М_изг) и

поперечной силы (Q), нормальных и

касательных напряжений в поперечном

сечении балки

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

150203.03.001.ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

Сварка- великое изобретение конца прошлого века, принадлежащее нашим соотечественникам Н.Н Бенардосу и Н.Г Славянину.

Сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов.

Определены основные направления развития сварочного производства:

Замена клепаны, литых, кованных конструкций более экономическими сварными.

Сварка ГОСТ19903-74 называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями, при их общем или местном нагреве, или совместным действием того и другого.

Сварка- широко применяется в основных отраслях производства, потребляющих металлопрокат, так как резко сокращает расход метала, сроки выполнения работ и трудоемкость производительных процессов.

Выпуск сварных конструкций и уровень механизации сварных работ расчет из года в год.

Применение сварки способствует совершенствованию машиностроения и развитию новых отраслей техники- ракетостроение, атомной энергетики, радиоэлектроники. Проводятся работы по выполнению сварки в открытом космосе.

Большие приемущества сварки обеспечили ее широкое применение в народном хозяйстве: в медицине, без неё сейчас немыслимо производство судов, турбин, котлов, самолетов, мостов, реакторов и других конструкций.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

150203.03.001.ПЗ

1.Описание конструкции и условий эксплуатации. Балки- конструктивные элементы сплошного или сварного сечения, работающие на изгиб. Балки- входят в состав конструкций машин и сооружений. Они представляют собой основные элементы рам различного назначения, например рамы перекрытия и мостов. Большие применение имеют балки кранов, вагонов, станин, а так же металлических каркасов зданий, двутавровые балки и коробчатые с измененным поперечным сечением. Сварочные двутавры целесообразны и экономичны. Они позволяют изготовить профили с различными отношениями Jх/JУ, с разной шириной и толщиной вертикальных листов, а так же горизонтальных. Стойкость сварного двутавра высокого номера. При проектирование конструкций сварных балок учитывают следующие требования: Жесткость конструкции при условии наименьшего условия балки. Расчетные напряжения в балке не должны превышать допускаемых значений. Вес балки, удовлетворяющие всем требованиям эксплуатации, тем более рационально спроектирована конструкция. Устойчивость. Местную для отдельных частей балки, а так же для всей конструкции в целом. Рациональность сварных изделии. Соединения балок должны быть технологичными в изготовке, то и есть простыми и экономичными в изготовлении. Соответствии требованиям общей компоновке всего сооружения и машины, в состав которых в качестве элемента входит рассматриваемая балка. Балки применяются для конструкций большой грузоподъемности.

150203.01.001.ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

150203.03.001.ПЗ

2.Выбор материала.

Для изготовления двутавровой балки выбираем Ст5пс по ГОСТ 380-80 Сталь Ст5пс конструкционная углеродистая обыкновенного качества. Выбор производится с учетом характера нагрузок, условий работы конструкции и её экономичности. Конструкция должна удовлетворять условиям жесткости, прочности и выносливости. Таблица1 Химический состав стали Ст5пс ГОСТ 380-80

Марка	С%	Si%	Mn%	S%	P%
Ст5пс	0.28 - 0.37	0.05 - 0.15	0.5 - 0.8	до 0.05	до 0.04

Таблица2 Механические свойства стали Ст5пс ГОСТ 380-80

Марка	GВ МПа	Gт кгс мм	Бs%
Ст5пс	500-640	20 - 40

С (углерод) повышает прочность, понижает закаливаемость, понижает пластичность и удельную вязкость. Mn ( марганец)- повышает прочность, мало влияет на пластичность, коррозионную стойкость и свариваемость. Si ( кремний)- увеличивает прочность, содержание не более 0,6% при большом содержании увеличивает хладноломкость, улучшает механические свойства и ухудшает пластичность. S (сера) – является вредной примесью, содержание серы выше 0,04% приводит к горячим трещинам. P ( фосфор)- снижает ударную вязкость, его содержание в металле шва не должно быть 0,04%.

Сварка производится без подогрева и без последующей термообработки, ограниченно свариваемая сварка возможна при подогреве до 100-120 градусов, и последующей термообработке. Трудносвариваемая для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 градусов. При сварке, термообработка после сварки – отжиг.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

150203.01.001.ПЗ

3. Определение расчётных нагрузок и построение эпюр

изгибающего момента и поперечной силы (М_изг,Q)

Рисунок 1 – Эпюры изгибающего момента и поперечной силы

(1)

Определить опорные реакции:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

150203.03.001.ПЗ

Определить изгибающий момент в сечении под сосредоточенной силой.

(2)

Определить изгибающий момент в середине пролёта.

(3)

Определить поперечную силу в сечении под сосредоточенным грузом.

(4)

Определить поперечную силу на опоре.

Таким образом, величиной максимального момента для балки является

Определение высоты балки