![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Розрахунок балки настилу
В курсовій роботі прийнята товщина настилу t=0,014 м,коефіцієнт про-порційності між силою тяжіння і масою g=9,81 м/с2, густина сталі Навантаження на балку: а) характеристичне від ваги настилу б) розрахункове експлуатаційне від ваги настилу Sе= S0 де в) розрахункове експлуатаційно-погонне навантаження на балку настилу:
в) розрахункове граничне погонне навантаження на балку настилу:
Розрахункова схема балки настилу з епюрами М та Qнаведена на рис.2, а. Найбільші згинальні моменти і поперечна сила в балці: - від розрахункового експлуатаційного навантаження:
- від розрахункового граничного навантаження:
Рис. 2 Розрахункова схема балки настилу з епюрами Q, M. Балку настилу розраховуємо з урахуванням розвитку пружно-пластичних деформацій.
Із сортаменту приймаємо прокатний двотавр №33(дод.1 табл.3 [5]) для якого: Wx=597см3,Ix=9840 см4, Sx=339 см3, bf=140мм, h= 330 мм, tf=11,2 мм,tw=7,0мм, A=53,8см2. Обчислюємо площу: полиці стінки Обчислюємо співвідношення З табл. 66 [1] для першого типу перерізу залежно від величини Af/AW= 0,70 приймаємо коефіцієнт с = 1,100 Оскільки t = 0, то с = с1 = 1,100 Перевірка балки прийнятого перерізу: а)на міцність за нормальними напруженнями:
б)на міцність за дотичними напруженнями в опорному перерізіпри поверхо-вому сполученні балок: в) на прогин:
6. Розрахунок головної балки Головну балку проектуємо у вигляді складеного зварного двотавра (рис. 3,б).
6.1 Збір навантажень та визначення розрахункових зусиль. Навантаження на головну балку складаються з зосереджених сил F що передаються від балок настилу і рівномірно розподіленого навантаження qconst яке обумовлене вагою балки. Розрахункове експлуатаційне значення зосередженої сили: Fе= q1е×l2 =31,078·5,5= 170,93кН. Розрахункове граничне значення зосередженої сили: F = q1×l2 = 37,132×5,5 = 204,23кН. Характеристичненавантаження від ваги балки орієнтовно приймаємо qconst,n=3 кН/м з коефіцієнтами надійності за граничним розрахунковим наванта-женням gfm=1,05 і за експлуатаційним навантаженням g¦е=1,0. Реальне навантаження на балку замінюємо еквівалентним рівномірно розподіленим по прольоту: розрахункове експлуатаційне значення еквівалентного навантаження:
розрахункове граничне значення еквівалентного навантаження:
де n=10 – число балок настилу, що опираються на головну балку. Розрахункова схема головної балки з епюрами Q і М показана на рис. 3, а. Рис. 3. Розрахункова схема головної балки з епюрами Q і М (а) та поперечнийпереріз балки (б). Максимальний згинальний момент в балці: від розрахункового експлуатаційного навантаження:
від розрахункового граничного навантаження:
Розрахункова гранична поперечна сила в опорному перерізі балки: Q = q×l1/2= 209,42×10/2 =1047,1кН. 6.2. Підбір поперечного перерізу головної балки Головну балку проектуємо зі сталі С255, для якої розрахункові опори становлять: Ry=230МПа, Rs=133,4МПа, Rр=336МПа. Розрахунок головної балки виконуємо за пружної роботи металу. Необхідний момент опору: W0 = M/(Ry×gc) = 261775/(23×1)= 11381,5см3. У зв’язку з тим, що найбільший прокатний двотавр I 60 (ГОСТ 8239-89) має Wx=2560 см3< W0=11381,5см3 тому головну балку проектуємо з складеного двотаврового перерізу (рис. 3.б). Висота перерізу головної балки у першому наближені
Орієнтовне значення товщини стінки: tw1=7+3×h=7+3×1,0=10,0 мм. Оптимальна висота балки:
Перевіряємо достатність попередньо прийнятої товщини стінки: при роботі на зріз: tw, min= 1,5×Q/(hw×Rs×gc) = 1,5×1047,1/(104,5×13,34·1,0) = 1,13 см, де hw=0,95×h=0,95×110=104,5 см; для забезпечення умови, за якої не потрібно стінку балки укріплювати поздовжніми ребрами жорсткості:
З урахуванням сортаменту на універсальну листову сталь(дод.1 табл.1 [5]) приймаємо стінку tw=12 мм. Мінімальна висота балки з умови забезпечення нормативного прогину fu/l=1/400:
З урахуванням виконаних розрахунків приймаємо остаточну висоту балки h=hopt=110 см. Обчислюємо необхідний момент інерції перерізу балки:W І0= Wo·h/2 = 0,5·11381,5·110 = 625982,5см4. Прийнявши орієнтовно висоту стінки hw=0,95×h = 0,95×110 = 104,5 см, визна-чаємо необхідний момент інерції стінки: Необхідний момент інерції поясних листів: Іf= I0 - Iw=625982,5-114116,5 = 511866 см4. Прийнявши орієнтовно відстань між центрами ваги поясів hf=0,97·h=0,97·110 = =106,7 см, обчислюємо необхідну площу перерізу одного пояса: Аf= 2·If/hf2 = 2·511866/106,72= 89,9см2. Ширина поясного листа повинна бути в межах bf=(1/3…1/5)·h =(1/3…1/5)× 110= 36,7 …22,0 см. З урахуванням сортаменту на універсальну сталь приймаємо bf=340мм. Необхідна товщина поясного листа: tf=Af/bf=89,9/34 =2,63см. Згідно сортаменту приймаємо tf=28мм. Із умови зварюваності пояса зі стінкою повинна виконуватися умова: tf/tw=28/12 =2,33< 3,0. Перевірка умови забезпечення місцевої стійкості стиснутого пояса (табл. 30,[1]): 6.3. Перевірка міцності підібраного перерізу головної балки за нормальними напруженнями Геометричні характеристики перерізу балки (рис. 3, б): момент інерції: Іх= tw·hw3/12 + 2·bf·tf3/12 + 2·bf·tf·hf2/4 = 1,2·104,4 3/12 +2·34·2,83/12+2·34·2,8·107,22/4 = 660925,3см4 де hw= h-2·tf = 110-2·2,8 = 104,4см – висота стінки; hf= h-tf=110-2,8= 107,2 см – відстань між центрами ваги поясів. Момент опору: Wx= 2·Ix/h = 2·660925,3/110 = 12016,8см3> W0 = 11381,5 см3. Нормальні напруження в перерізі балки з максимальним моментом: σ= M/Wх=261775/12016,8=21,78кН/см2 = 217,8МПа< Ryγc=230∙1=230 МПа. 6.4. Зміна перерізу по довжині балки Зміну перерізу балки здійснюємо за рахунок зменшення ширини поясних листів (рис.4). Зміну перерізів поясів рекомендується розміщувати на відстані с=l1/6=10000/6=1666,67 мм від опор головної балки приймаємо с=1700 мм. У місцях зміни перерізів поясів обчислюємо: згинальний момент: М1 = q·c·(l1-c)/2 = 209,42·1,7·(10,0-1,7)/2 = 1477,46кН·м; поперечна сила: Q1 = q·(0,5·l1-c) = 209,42·(0,5·10,0-1,7) = 691,09кН. Необхідні геометричні характеристики зміненого перерізу балки: момент опору: W1 = M1/(Ry·γc) = 147746/(23·1) = 6423,7см3; момент інерції: І1 = 0,5·W1·h = 0,5·6423,7 ·110 = 353303,5 см4; площа зменшеного поясного листа: Af1=2·(I1- ширина зменшеного поясного листа: bf1=Af1/tf=41,6/2,8= 14,9 см. Враховуючи, що ширина зменшеного поясного листа повинна бути: bf1≥200 мм, bf1≥h/10=110/10=11см і bf1≥0,5·bf=0,5·34=17 см. Приймаємо bf1=200 мм (дод.1 табл.1 [5]). Зменшений переріз балки показаний на рис.5
Рис.4 Зміна перерізу головної балки 6.5. Перевірка міцності за дотичними напруженнями Максимальна поперечна сила Q=1047,1кН. Опирання головної балки на колону здійснюється за допомогою торцевого ребра і поперечна сила у цьому випадку сприймається тільки стінкою: τ=1,5Q/(tw·hw)=1,5 ·1047,1/(1,2·104,4) =8,36кН/см2=83,6МПа <Rsγc=133,4×1= =133,4 МПа Рис.5 Зменшений переріз головної балки 6.6. Перевірка міцності стінки за приведеними напруженнями У небезпечному перерізі, перерізізміни ширини поясних листі, діють згинальний момент М1=1477,46кН·м і поперечна сила Q1=691,09кН. Момент інерції зміненого перерізу балки: Іх1 = tw·hw3·/12+ bf1·tf3/6 + bf1·tf·hf2/2 = 1,2·104,43/12 + 20·2,83/6 +20·2,8·107,22/2= =435634,0см4. Середнє дотичне напруження: τ = Q1/(tw·hw)=691,09 /(1,2·104,4)=5,52кН/см2 =55,2МПа. Нормальне напруження на рівні поясних швів балки: σ=М1·hw/(2·Ix1)=147746·104,4/(2·435634)=17,70кН/см2=177,0МПа. Умова міцності перерізу балки за приведеними напруженнями
6.7. Загальна стійкість балки За сполучення балок в одному рівні на всі балки зверху безперервно опирається жорсткий металевий настил, тому згідно з пунктом 5.16 [1] балка явно стійка і не потребує перевірки. 6.8. Місцева стійкість елементів балки Стиснутий пояс є стійким, так як розміри його перерізу прийняті з урахуванням умови стійкості. Поперечні ребра розміщуємо під кожною балкою настилу (рис.6), оскільки це обумовлено вимогами п.7.10 [1]. Таким чином, крок поперечних ребер і балок настилу співпадає і становить а=1000 мм. У курсовому проекті hef=hw=1044 мм. Ширина виступаючої частини ребра bh= hef/30+40 = 1044/30+40=74,8 мм. Враховуючи залежність між шириною ребра bh і шириною зменшеного перерізу поясного листа bf1≥2bh+tw (в даному прикладі bf1=200 мм), приймаємо bh=90 мм. Товщина ребра:
Приймаємо ts=8,0 мм. Умовна гнучкість стінки:
У зв’язку з тим, що Перевірка стійкості стінки. В курсовому проекті ця перевірка здійснюється тільки в учбових цілях. Перевіркустійкостівиконуємолише для одного відсіку, де розташованемісцезміниперерізупоясів. Розрахунковий відсік має У курсовій роботі відстанівідлівої опори відповідно до перерізів І та ІІ Згинальнімоменти та поперечнісили в перерізах І та ІІ:
Середнєзначеннямоментів:
Середнєзначенняпоперечних сил:
Стискаюченормальнеенапруження в стінці на рівніпояснихшвів:
За сполучення балок в одному рівні, коефіцієнт
Залежно від коефіцієнта Іздвохрозміріврозрахунковоговідсікуменшу сторону позначаємо
Відношеннябільшоїстороннистінки до меншої
Критичнінапруження: · нормальні
· дотичні
Перевіряємо стійкість стінки
Рис. 6 Розміщення поперечних ребер жорсткості та перевірка місцевої стійкості стінки 6.9. Перевірка прогину балки
де 6.10. Розрахунок з’єднання полиці зі стінкою Поясні шви виконуються автоматичним зварюванням. Відповідно до марки сталі головної балки С255 з табл. 55* [1] приймаємо зварювальний дріт марки Св-08А, для якого розрахунковий опір Rwf= 180 МПа (табл. 56 [1]), а Rwz= 0,45·Run= 0,45·370 = 166,5МПа. За табл.34*[1] визначаємо коефіцієнт βf = 0,9 i βz = 1,05 (нижнє положення шва, kf= 3…8 мм). Так як βf· Rwf= 0,9·180 = 162 МПа< βz· Rwz= 1,05·166,5 = 174,8МПа, то шви розраховуємо за металом шва. Статичний момент зменшеного перерізу поясного листа відносно горизонталь-ної центральної осі перерізу балки: Sf1 = 0,5·bf1·tf·hf = 0,5· 20·2,8·107,2 = 3001,6 см3. Момент інерції зміненого перерізу балки: Іх1 = 435634,0см 4. Необхідний катет поясних швів: kf= Q· Sf1/(2·Ix1·βf·Rwf) = 1047,1·3001,6/(2·435634·0,9·18) = 0,22 см. Згідно з табл. 38* [1] приймаємо kf=8,0 мм. Date: 2015-07-17; view: 643; Нарушение авторских прав |