рассчитать и сконструировать сварную подкрановую балку со свободно опертыми концами длиной 6.0

В двутавровых балках коэффициент определяется из выражения:, где - момент инерции сечения двутавра относительно вертикальной оси;- полная высота балки;- расстояние между закреплениями балки в горизонтальной плоскости;- коэффициент, определяемый в зависимости от, вычисляемого из уравнения:, где - ширина полки балки;- толщина листа полки;- толщина листа стенки.Для расчета по последней формуле необходимо задаться отношением . Принимаем это отношение равным . При этом получится, что мм, т.е. закрепления балки в горизонтальном направлении будут через 2 метра. Определяем :По таблице 9.3 [3] или по зависимости выведенной из этой таблицы определяем :Определяем (см. рис. 7):мм4.Определяем :, так как устойчивость балки из вертикальной плоскости будет обеспечена.1.1.8. Определение местной устойчивости балки.Проверяем местную устойчивость сжатого пояса балки по формуле 9.28 [3] : , где - расчетное сопротивление материала балки.МПа; 160<224,5, следовательно местная устойчивость полки балки обеспечена.Проверяем местную устойчивость вертикального листа балки по формуле 9.30 [3], так как на балке имеется сосредоточенная нагрузка., где- высота стенки балки;- предел текучести материала балки (заданием на проект не задан, поэтому принимаем предел текучести для стали Ст3) . Неравенство выполняется, следовательноукреплять стенку балки вертикальными ребрами жесткости не нужно.1.1.9. Расчет сварных поясных швов балки.Двусторонний поясной шов Т3, приваривающий вертикальный лист со стенкой рассчитывается по формуле 9.39 [3] : , где - наибольшая поперечная нагрузка в сечении балки;- отсеченная часть сечения полки относительно оси х-х;- коэффициент формы шва, для механизированной двух, трех проходной сварки равен 0,8;- катет поясного шва балки.Допускаемое напряжение на срез для углового шва принимаем равным МПа.Определяем статический момент отсеченной части сечения (полки):мм3ммПринимаем катет сварного шва равным 5 мм и производим проверку прочности поясного шва.МПаПри наличии вертикального груза на балки (от колес тележки крана), вертикальные напряжения среза от них будут: , где - коэффициент, зависящий от характера обработки кромок вертикального листа, принимаем =0,4;- расчетная длина шва, по которой происходит передача давления с пояса на вертикальный лист, ;- сосредоточенная нагрузка от колеса крана, =60кН.мм4ммМПаОпределяем результирующие напряжения в сварном шве:МПа, что меньше допускаемого на срез для сварного шва равного 108 МПа. Прочность поясных швов балки катетом 5 мм удовлетворительная. Выводы по работеПроизведен расчет сварной подкрановой балки с учетом собственного веса (q=2 кН/м) и с учетом подвижной спаренной нагрузки, создаваемой двумя колесами крановой тележки (Р=60 кН). Для определения максимального воздействия подвижной нагрузки на подкрановую балку от подвижных нагрузок построены линии влияния изгибающих моментов и поперечных сил в характерных сечениях балки. Определены действительные (максимальные) момент и поперечная нагрузка по сечениям балки.По максимальным нагрузкам на подкрановую балку подобрано сечение балки, высота которого составила 460 мм, ширина полок балки 160 мм, а толщина полок и вертикального листа соответственно 8 и 6 мм. Проверка прочности подобранного сечения показала, что максимальные напряжения от изгибающего момента в периферийных волокнах полки балки меньше допускаемых напряжений для стали, из которой изготовлена балка, на 2,3%, что меньше 5% допускаемых при проектировании.Расчетом на общую устойчивость балки установлено, что для обеспечения ее устойчивости в горизонтальной плоскости необходима связьс другими металлоконструкциям через 2 метра. Расчет на местную устойчивость показал достаточную прочность полок и стенки балки при работе на устойчивость. Закрепление стенки балки (вертикального листа) поперечными ребрами жесткости не требуется.Выполнение поясных швов втавр предложено механизированной сваркой катетом 5 мм. Расчет прочности поясных швов дал положительный результат.ЛитератураНиколаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, автоматизация производства и проектирование сварных конструкций. М, Высшая школа, 1983 г. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, том 1, издание 9-е, переработанное и дополненное. М, Машиностроение, 2006 г.Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчет и проектирование. М, Высшая школа, 1990 г.