какое сечение балок наиболее часто встречается

Какое сечение балок наиболее часто встречается?

б) коробчатое, двутавровое;

в) трубчатое, листовое;

22. На чертежах указываются размеры конструкции:

23. К решетчатым конструкциям относятся:

а) каркасы, сетки, фермы, мачты;

г) емкости, сосуды и трубопроводы.

24. Метод сборки, при котором вначале собирают всю конструкцию, а затем ее сваривают называется…….

а) рациональная сборка;

б) метод общей сборки;

г) оптимальная сборка.

25. Определите, какую конструкцию образуют соединенные между собой балки:

26.В карте технологического процесса указывают:

а) средства пожаротушения;

б) габариты изделия;

в) все данные о режимах сварки, сварочное оборудование, приспособления и сварочные материалы.

г) сборочный чертеж.

27. Тип выбранной конструкции, который обеспечивает удобство и простоту изготовления любыми видами сварки, называется ……

а) максимальным типом;

б) минимальным типом;

в) оптимальным типом;

г) технологичным типом.

28. Кантующие механизмы, предназначенные для установки изделий в удобное для сварки положение путем поворота их вокруг горизонтальной оси, называются:

29. Выборочный контроль продукции, осуществляемый после операционного или приемочного специальной группой, называется…………

Во сколько раз у тонкостенного сосуда толщина стенки меньше других размеров?

а) более, чем в 10 раз;

б) в 20 раз и более;

в) более, чем в 30 раз и более;

КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ

Филиал ОБПОУ «Железногорский ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Заведующий Филиала «ЖПК»

Иванищев Ю. А.___________

«___» _____________20 г.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ

МДК.02.02. оСНОВЫ пРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ сВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Сварочное производство

ОДОБРЕНА предметной (цикловой) комиссией Протокол № ______ от ________ 20____г. Председатель ________

Билет 1

6. Дать определение технологическому процессу, операции. От чего зависит проектирование техпроцесса.

7. Дайте характеристику серийному типу производства. Приведите примеры.

8. Перечислите нормативную документацию на сварочные техпроцессы.

9. Подобрать режимы аргонодуговой сварки неплавящимся электродом магниевых сплавов. Дано: соединение деталей встык без разделки кромок за один проход АС, РАДС

Скорость сварки, м/ч

Расход аргона, л/мин

Билет 2

1. Дать определение производственному процессу и сравнить с технологическим процессом.

2. Дайте характеристику единичному типу производства. Приведите примеры.

3. Виды заготовительных операций и оборудование.

4. Подобрать режимы точечной сварки углеродистых сталей на машинах переменного тока. Дано:

Билет 3

1. Дать определение технологическому процессу, операции. От чего зависит проектирование техпроцесса.

2. Дайте характеристику массовому типу производства. Приведите примеры.

3. Перечислите технические условия на изготовление сварных конструкций.

4. Подобрать технические характеристики сварочного агрегата и указать в таблице

Габаритные размеры, мм

Номинальный ПН-60%Пределы регулированияНоминальное рабочееХолостого ходаАДД-304УАДБ-3120У1АСБ-300-ТУ1

Билет 4

1. Дать определение технологическому процессу, операции. От чего зависит проектирование техпроцесса.

2. Дайте характеристику серийному типу производства. Приведите примеры.

3. Перечислите технические требования к сборочно-сварочным приспособлениям

4. Подобрать технические характеристики сварочного выпрямителя и указать в таблице

Габаритные размеры, мм

Номинальный ПН-60%Пределы регулированияНоминальное рабочееХолостого ходаВД-502-2У3ВДУ-1201У3ВДМ-1601У3

Билет 5

1. Дать определение технологическому процессу, операции. От чего зависит проектирование техпроцесса.

2. Дайте характеристику единичному типу производства. Приведите примеры.

3. Перечислите основные элементы сборочно-сварочных приспособлений.

4. Подобрать технические характеристики сварочного преобразователя и генератора, указать в таблице

Габаритные размеры, мм

Номинальный ПН-60%Пределы регулированияНоминальное рабочееХолостого ходаПСО-300-2У2ГСМ-500У2УДЗ-101У3

Билет 6

1. Дать определение технологическому процессу, операции. От чего зависит проектирование техпроцесса.

2. Дайте характеристику серийному типу производства. Приведите примеры.

3. Перечислите нормативную документацию на сварочные техпроцессы.

4. Подобрать технические характеристики сварочных полуавтоматов для дуговой сварки, указать в таблице

Источник сварочного тока

Диаметр, ммСкорость подачи, м/чГабаритные размеры, ммМасса, кгПДГ-308У3ПДИ-303УХЛ4А-765УХЛ4

Билет 7

1. Дать определение технологическому процессу, операции. От чего зависит проектирование техпроцесса.

2. Дайте характеристику массовому типу производства. Приведите примеры.

3. Перечислите технические условия на изготовление сварных конструкций.

4. Подобрать технические характеристики самоходных и подвесных автоматов для дуговой сварки, указать в таблице

Билет 8

1. Дать определение технологическому процессу, операции. От чего зависит проектирование техпроцесса.

2. Дайте характеристику серийному типу производства. Приведите примеры.

3. Перечислите технические требования к сборочно-сварочным приспособлениям

4. Применение и технологические особенности электродов для РДС высоколегированных сталей, прочитайте и укажите в таблице

Марка электрода	Назначение
ОЗЛ-6
ЦТ-28
УОНИ-13/НЖ 12Х13
ЦЛ-11

Билет 25

1. Дать определение технологическому процессу, операции. От чего зависит проектирование техпроцесса.

2. Дайте характеристику единичному типу производства. Приведите примеры.

3. Перечислите основные элементы сборочно-сварочных приспособлений.

4. Параметры технологии газовой сварки, прочитайте и укажите в таблице

Свариваемый металл	Особенности технологии газовой сварки
Медь
латунь
Оловянные бронзы
Алюминиевые бронзы

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

Построить дом своими руками

Для того, чтобы соорудить надежное деревянное перекрытие, необходимо правильно подобрать размеры балок, а для этого необходимо сделать их расчет. Деревянные балки перекрытия имеют следующие основные размеры: длину и сечение.

Их длина определяется шириной пролета, который требуется перекрыть, а сечение зависит как от нагрузки, которая будет на них действовать, от длины пролета и шага установки, то есть расстояния между ними.

В данной статье мы рассмотрим, как самостоятельно сделать такой расчет и правильно подобрать размеры балок.

Расчет балок деревянного перекрытия

Для того, чтобы определить какое количество деревянных балок и каких размеров потребуется для устройства перекрытия необходимо:

Теперь рассмотрим, как это можно сделать.

Длина деревянных балок перекрытия

Необходимая длина балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать и запасом необходимым для заделывания их в стены. Длину пролета несложно замерить с помощью рулетки, а глубина заделывания в стены, во многом, зависит от их материала.

В домах со стенами из кирпича или блоков балки обычно заделываются в «гнезда» на глубину не менее 100 мм (доска) или 150 мм (брус). В деревянных домах их, как правило, укладываютс в специальные зарубки на глубину не меньше чем 70 мм.

При использовании специального металлического крепления (хомутов, уголков, кронштейнов) длина балок будет равна пролету — расстоянию между противоположными стенами, на которых они крепятся.

Иногда, при монтаже стропильных ног крыши непосредственно на деревянные балки, их выпускают наружу, за пределы стен на 30-50 см, формируя, таким образом, свес крыши.

Оптимальный пролет, которые могут перекрывать деревянные балки 2,5-4 м.

Максимальная длина балки из обрезной доски или бруса, то есть пролет, который она может перекрывать — 6 м. При большей длине пролета (6-12 м) необходимо использовать современные деревянные балки из клееного бруса или двутавровые, а также можно опирать их на промежуточные опоры (стены, колонны). Кроме этого для перекрытия пролетов, длиной более 6 м, вместо балок можно использовать деревянные фермы.

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

Нагрузка, действующая на перекрытие по деревянным балкам состоит из нагрузки от собственного веса элементов перекрытия (балок, межбалочного заполнения, зашивки) и постоянной или временной эксплуатационной нагрузки (мебели, различных бытовых устройств, материалов, вес людей). Она, как правило, зависит от вида перекрытия и условий его эксплуатации.

Точный расчет таких нагрузок довольно громоздкий и выполняется специалистами при проектировании перекрытия, но при желании выполнить его самостоятельно, можно использовать упрощенный его вариант, приведенный ниже.

Для чердачного деревянного перекрытия, которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем (минеральная вата или др.) и подшивкой постоянная нагрузка (от собственного веса — Рсобств.) обычно принимается в пределах 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП 2.01.07-85) составит:

Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:

В случае, если в конструкции чердачного помещения будет использоваться более тяжелый утеплитель, материал для межбалочного заполнения или подшивка, а также если предполагается его использовать для хранения вещей или материалов, то есть оно будет интенсивно эксплуатироваться, то нормативное значение нагрузки следует увеличить до 150 кг/м2. В этом случае, общая нагрузка на перекрытие составит:

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

Зная необходимую длину балок деревянного перекрытия (L) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балок, при этом, может быть в пределах 40-200 мм, а высота 100-300 мм. Высоту балок часто выбирают такой, чтобы она соответствовала необходимой толщине утеплителя. При использовании в качестве балок бревен их диаметр может быть в пределах 11-30 см.

В зависимости от вида и сечения используемого материала, шаг балок деревянного перекрытия может быть от 30 см до 1,2 м, но чаще всего он выбирается в пределах 0,6-1,0 м.

Иногда его выбирают таким, чтобы он соответствовал размеру плит утеплителя, укладываемых в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. Кроме этого, в каркасных зданиях, желательно, чтобы шаг укладки балок соответствовал шагу стоек каркаса — в этом случае будет обеспечена наибольшая жесткость и надежность конструкции.

Сделать расчет или проверку уже выбранных размеров деревянных балок перекрытия можно по справочным таблицам (некоторые приведены ниже) или используя онлайн калькулятор «расчет деревянных балок перекрытия», который легко найти в интернете, «забив» соответствующий запрос в поисковике. При этом необходимо учесть, что относительный их прогиб для чердачных перекрытий не должен быть более 1/250, а для междуэтажных – 1/350.

Таблица 1

Рекомендуемое сечение балок из бруса (s x h), в зависимости от шага их укладки и перекрываемого пролета, при общей расчетной нагрузке 350-400 кг/м 2 (междуэтажные перекрытия), мм:

Шаг,м \ Пролет,м	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
0,6	75х100	75х200	100х200	150х200	150х225
1,0	75х150	100х175	125х200	150х225	175х250

Таблица 2

Рекомендуемое сечение балок перекрытия из досок и бруса при шаге 1 м, перекрываемом пролете 3-6,0 м и общей нагрузке от 150 до 300 кг/м 2 (чердачное или междуэтажное перекрытие), мм:

Нагрузка, кг/м 2 \\ Пролет, м	3,0	4,0	5,0	6,0
150	50х140	60х180	80х200	100х220
200	50х160	70х180	100х200	140х220
250	60х160	70х200	120х200	160х220
300	70х160	80х200	120х220	200х220

Таблица 3

Шаг,м/Пролет,м	2	3	4	5	6
0,6	110	140	170	200	230
1,0	130	170	210	240	270

Таблица 4

Рекомендуемый шаг балок из досок сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м

6,0Чердачные перекрытия50х1601200900650500420——50х200185013501050800650550450Междуэтажные перекрытия50х160800600450————50х2001200900700500400——

Подбирая сечение таким упрощенным способом, лучше подстраховаться и выбрать его с запасом или округлять значения в большую сторону.

Расчет деревянных балок междуэтажного перекрытия видео:

Источник

Подробный алгоритм расчета балок перекрытия

Конструктивный раздел рабочего проекта жилого или общественного здания является важной частью комплекта технической документации.

Инженер разрабатывает комплекс решений, выполнение которых гарантирует безопасную эксплуатацию объекта.

Перед разработкой чертежей несущих элементов здания требуется провести общий и локальный расчёт каждого из них с подбором оптимальных сечений.

Проектировщики уделяют повышенное внимание конструктивным решениям перекрытий, и, при необходимости, добавляет в конструкцию балки, повышающие прочность и компенсирующие прогибы конструкции.

О расчете балок перекрытия поговорим в статье.

Для чего требуется?

Балки перекрытия – это горизонтальные линейные несущие элементы здания, расположенные в пролёте между вертикальными конструкциями. Работают на изгиб под действием постоянных и временных нагрузок.

Расчёт балок перекрытия является неотъемлемым этапом разработки раздела проекта «Конструктивные решения», и он выполняется по следующим причинам:

При корректном расчёте балочных конструкций, по завершении монтажных работ и приложения всех расчётных нагрузок, перекрытие не разрушается, а его деформации остаются в пределах нормативных значений.

Исходные данные

Расчёт балок проводится в два этапа – определение внутренних усилий в стержневом элементе и подбор сечений конструкции для последующего конструирования. Для выполнения первой части расчёта потребуются следующие исходные данные:

Подбор сечения сводится к назначению его габаритов в произвольном порядке с последующей проверкой условий прочности и устойчивости.

Как рассчитать?

Все балки перекрытий, вне зависимости от их количества, материала, высоты и условий работы, рассчитываются в строгом соответствии с определённым алгоритмом.

Сбор нагрузок

Большинство нагрузок, прикладываемых к перекрытию, являются равномерно распределёнными по площади, и их необходимо привести к линейным значениям. Чтобы собрать все нагрузки на балку, необходимо выполнить следующие шаги:

Пример: если стержни уложены в пролёте 6 м, а расстояние между ними составляет 2 м, перекрытие – монолитная железобетонная плита толщиной 180 мм, вес полов 150 кг/м2, а временная нагрузка в жилом здании – 100 кг/м2, на стержневой элемент собираются следующие загружения:

В зависимости от условий работы, назначается повышающий коэффициент, принимаемый по СНиП – от 1,05 до 1,2.

Определение внутренних усилий

Когда известны все нагрузки, длина и характер защемления, проектировщик определяет внутренние усилия в стержневом элементе:

Исходя из полученных значений, инженер строит 2 эпюры с графическим отображением данных усилий.

Подбор высоты и ширины

Определив значения внутренних усилий и владея информацией о материале конструкции, инженер начинает подбор поперечного сечения.

Исходя из объёмно-планировочных показателей и опыта в проектировании, инженер самостоятельно назначает предварительное сечение, например, h = 45 cм, b = 20 cм, где h – высота, b – ширина.

Высота железобетонной балки складывается из двух величин: h = h0 + a, где h0 – рабочая высота от центра растянутой арматуры в нижней зоне до верхней кромки, а – величина защитного слоя бетона от грани арматуры до низа элемента + 1/2 диаметра рабочего стержня. Принимая a = 5 см, можно определить h0 = 45 см – 5 см = 40 см.

Далее проверяются условия равновесия по двум формулам: Rs As = Rbbx и M = Rbbx (h0 – x/2), где Rs и Rb – расчётные сопротивления арматуры и бетона, соответственно, зависящие от классов материалов, х – высота сжатой зоны бетона. Чаще всего, в конструкцию закладывают арматурную сталь А500s, а бетон для перекрытий принимается класса В25. Таким образом, в соответствии со СНиП, Rs = 43,5 кН/см2, а Rb = 1,45 кН/см2.

Высота сжатой зоны составляет х = Rs Аs / gb1 Rbb, где As – площадь рабочей арматуры, gb1 – коэффициент условий работы бетона, принимаемый в стандартных конструкциях 0,9.

Площадь рабочей арматуры Аs = gb1Rbbeh0/Rs, где e – относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая по формуле e = (1 – (1 – 2am)1/2), а безразмерная величина am = M / (gb1 Rbbh02) = 6300 кНсм / (0,9 * 1,45 * 20 * 1600) = 0,15. e = (1 – (1 – 2 * 0,15) 1/2) = 1 – 0,837 = 0,163. Таким образом, в конкретно взятом примере, Аs = 0,9 * 1,45 * 20 * 0,163 * 40 /43,5 = 3,91 см2.

По факту принимается арматура большего сечения, чем показал расчёт. 2d16 имеют площадь 4,02 см2. Высота сжатой зоны, исходя из 1 условия предельного равновесия, составит х = 43,5 * 4,02 / (0,9 * 1,45 * 20) = 6,7 см.

Предельно допустимый момент, который может воспринять сечение, выводится из 2 условия предельного равновесия и составляет M = gb1 Rbbx(h0 – x/2) = 0,9 * 1,45 * 20 * 6,7 * (40 – 6,7/2) = 6409 кНсм Подбор шага

Если высота и ширина подобраны верно, необходимо определить количество элементов в перекрытии, которое зависит от следующих критериев:

При корректно подобранном шаге, удовлетворяющим условиям равновесия, эксплуатации перекрытия обеспечит полную безопасность людей, пребывающих в здании.

Определение предельного прогиба

Помимо прочности, балочная система должна отвечать условиям предельных деформаций. Если линейный элемент имеет вертикальные перемещения под действием суммарной нагрузки, не превышающие нормативных значений, то сечение подобрано верно.

Алгоритм выглядит следующим образом:

В случае, когда данное условие не выполняется, проектировщику необходимо принимать другой класс бетона, уменьшать шаг или изменять габариты сечения.

Классические ошибки

Инженеры, не имеющие должного опыта, часто допускают некоторые ошибки при расчёте балок, а именно:

Чтобы не совершать типичные ошибки, следует выполнять расчёт в соответствии с алгоритмом и фиксировать все промежуточные результаты. После выполнения расчёта следует несколько раз проверить результат. Если возникают сомнения, лучше сравнить подобранное сечение балки с аналогичными примерами.

Заключение

Расчёт балок перекрытия – кропотливый процесс, требующий повышенного внимания, знаний формул и алгоритма. Перед началом выполнения чертежа нужно определить 4 главных параметра – нагрузки на балку, оптимальное сечение элемента, шаг стержней в перекрытии и фактический прогиб конструкции.

Источник

Реферат: Балки и балочные конструкции

Балки и балочные конструкции

Балками называются конструкции сплошного сечения, длина которых значительно превышает размеры сечения. Балки работают на изгиб. Их применяют в конструкциях зданий, мостах, эстакадах и др. Наиболее рациональным является принимать сплошные балки при пролетах до 20 м.

Основное сечение балок является двутавровое симметричное. В зависимости от нагрузки и пролета применяют балки двутаврового и швеллерного сечения, прокатные и составные – сварные, болтовые и клепанные.

Название: Балки и балочные конструкции Раздел: Рефераты по строительству Тип: реферат Добавлен 21:15:03 26 апреля 2010 Похожие работы Просмотров: 7354 Комментариев: 26 Оценило: 11 человек Средний балл: 4.1 Оценка: 4 Скачать

Рис.1. Примеры наиболее часто применяемых сечений балок

Составные балки более трудоемки в изготовлении, чем прокатные. Их используют в том случае, если прокатные или гнутые профили не удовлетворяют условиям прочности, жесткости, устойчивости.

По статической схеме различают балки однопролетные и неразрезные.

Рис. 2. Статические схемы балок

2. Компоновка балочных конструкций

Балки используют в виде отдельных несущих конструкций, или в виде перекрестных балок.

Рис. 3 Типы балочных клеток

Система несущих балок называется балочной клеткой. Балочные клетки подразделяются на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный. Упрощенный тип применяется при малых пролетах. В этом случае рационально использование прокатных балок. Шаг балок определяется конструктивным решением настила. При нормальном типе балочной клетки главные балки, как правило, составного сечения, а балки настила – прокатные или гнутые. Усложненный тип балочной клетки применяется при больших нагрузках и расстояниях между колоннами. Сопряжение балок может быть этажное, в одном уровне и пониженное. При этажном сопряжении вспомогательные балки устанавливаются на верхний пояс главных. Такое сопряжение удобно при монтаже и изготовлении, но увеличивает высоту перекрытия. При сопряжении в уровне вспомогательные балки крепятся к главным сбоку. Расстояние между балками настила определяется несущей способностью настила и обычно бывает 0.6 – 1.6 м при стальном и 2-3.5 м при железобетонном настиле.

Расстояние между вспомогательными балками 2 – 5 м.

Рис.4 Типы сопряжений балок

3. Настилы балочных клеток

В качестве несущего настила чаще всего применяют плоские стальные листы или настил из сборных железобетонных плит.

При приварке настила в нем возникают растягивающие усилия и опорный момент. При расчете принимается опирание настила шарнирно неподвижным.

Рис. 5. Расчетная схема настила, эпюра моментов, конструкция крепления настила к балке

При нагрузке до 50 кН/м 2 и предельном относительном прогибе не более 1/150 прочность настила всегда будет обеспечена и его надо рассчитывать на прогиб. Под нагрузкой в настиле возникают напряжения как от изгиба, так и от растяжения. При отношении l/t 300 настил гибкий и незначительные напряжения от изгиба. В строительстве чаще всего применяются настилы 50 W_{min .}

Определив размер профиля, проверяют прочность стенки на срез от действия наибольшей продольной силы

,

Если условие не выполняется, необходимо увеличить номер профиля и повторить проверку. Для вспомогательных балок в усложненном типе балочной клетки необходимо выполнить проверку прочности стенки в месте приложения сосредоточенной силы

,

где F – сумма опорных реакций балок настила, — расчетная длина, на которую распределяется местные напряжения.

Стенка балки в месте соединения с полкой должна иметь достаточную прочность для восприятия приведенных напряжений

,

где — средние касательные напряжения в стенке.

Если сжатый пояс балки недостаточно закреплен, проверяют общую устойчивость балки по формуле:

.

Общую устойчивость балок проверять не следует, если:

а) нагрузка передается через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистую сталь и др.

б) при отношении расчетной длины балки l_ef к ширине сжатого пояса b_f , не превышающем значений, определяемых по табл. 8 СНиП.

Для проверки жесткости необходимо вычислить прогиб балки и сравнить его с предельным прогибом

Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, прогиб определяется по формуле

При больших запасах жесткости для неразрезных балок рекомендуется допускать работу балки в упруго- пластической стадии, тогда

Тем самым, уменьшается расход стали.

Балки составного сечения применяются в случаях, когда прокатные балки не удовлетворяют условиям прочности, жесткости и общей устойчивости.

Они состоят из полки и стенки, соединенных между собой в единое сечение.

Наиболее распространенное сечение – двутавровое.

5.1 Компоновка и подбор сечения составных балок

Компоновку сечения балки начинают с определения ее высоты.

Высота балки определяется экономическими соображениями, максимально допустимым прогибом и необходимой строительной высотой конструкции перекрытия.

Оптимальная высота балки

Проектируя сечение конструкции необходимо удовлетворить требования наименьшей материалоемкости.

Расход металла на балку G равняется сумме затрат на стенку G_w и полки G_f

Массу полок можно определить в такой последовательности:

, (5.3)

Тогда площадь каждой полки

, (5.4)

(5.5)

где — конструктивный коэффициент, который учитывает влияние на массу полок стыков, накладок, изменения сечения.

.

Аналогично расход металла на стенку

Обобщаем все формулы

Определяя h_w как минимум функции массы, принимаем ее производную по h равной 0.

, или

,

.

,

где k – общий конструктивный коэффициент, который зависит от конструкции балки.

Конструкция балки	Постоянное сечение	Измененное сечение полок
Сварные	1.1	1.0
Клепанные	1.25	1.1

Толщину стенки предварительно принимают

.

Отклонение высоты балки от оптимальной не должно превышать 10 – 15%, в противном случае увеличивается расход стали.

Минимальная высота балки

Минимальная высота сечения балки определяется из условия обеспечения необходимой жесткости.

Прогиб статически определимой балки, загруженной равномерно распределенной нагрузкой определяется по формуле

.

, получаем

Подставляя момент инерции , получаем

(5.6)

Поскольку , а из условия прочности , определяем через соотношение

.

Зная, что и , или , получаем

Подставляя в формулу (5.6)

.

.

Полученная высота является наименьшей для обеспечения жесткости при полном использовании прочности материала (т.е. когда максимальные напряжения достигают значений расчетного сопротивления материала).

Окончательно высоту балки принимают не меньше минимальной и как можно ближе к оптимальной.

Определение размеров поперечного сечения балок

Предварительно задаются высотой стенки

.

Необходимо учитывать, что ходовая ширина металлических листов 2000 – 2400 мм. При большей высоте стенки необходимо предусмотреть стыковое соединение.

Толщину стенки определяют из условия прочности и устойчивости.

Наименьшая толщина из условия прочности

.

Полученное значение округляют до ближайшей толщины стального проката.

Далее оценивают местную устойчивость стенки по величине условной гибкости

.

Значения должны быть меньше 3.2 – при отсутствии движущейся нагрузки, и 2.2 – при изменяющемся характере нагрузки.

Если брать толщину стенки, которая бы удовлетворяла бы этому условию, то это произведет к большому расходу материала. Поэтому стенки проектируют более гибкими, усиливая их поперечными ребрами жесткости.

Следующим этапом является определение размеров полок.

1. Определяют требуемый момент сопротивления

2. Определяют требуемый момент инерции

Момент инерции всего сечения

,

Не учитывая собственный момент полок относительно своей оси

, т.е.

.

Размеры полки определяют согласно сортамента. При этом необходимо учитывать требования общей устойчивости балки и местной устойчивости стенки.

Для обеспечения общей устойчивости ширина полки должна быть

.

Из условия обеспечения местной устойчивости сжатой полки ограничивается величина ее свеса. В условиях упругих деформаций

.

С целью уменьшения остаточных сварочных напряжений рекомендуется принимать

.

Рис. 6. Расчетное сечение балки

Правильность подбора сечения балки проверяется:

На действие изгибающего момента

,

На действие поперечной силы

,

Где учитывает ослабление сечения отверстиями, а и d- соответственно шаг и диаметр отверстий,

На действие местных напряжений

,

На действие приведенных напряжений в месте приложения сосредоточенных сил

,

— проверка общей устойчивости балки

Эту проверку не выполняют, если отношение не превышает предельных значений, указанных в нормах.

5.2 Изменение сечения

Сечение составных балок подбирают по наибольшим значениям усилий. Эти усилия наблюдаются только на ограниченных участках длины (рис. 7). На участках с меньшими усилиями прочность металла используется частично, что и является возможностью уменьшения сечения и соответственно расхода металла.

Изменение высоты балки применяют крайне редко, так как в этом случае увеличивается трудоемкость и стоимость изготовления балки.

Рис. 7. Изменение сечения балки

Изменение сечения выполняют путем уменьшения ширины полок. Экономия стали при этом достигается 10 – 12%. Сечение изменяют на расстоянии 1/6 l балки от опоры. Соединение полок производится стыковыми швами.

Расчет измененного сечения выполняется в следующей последовательности:

-намечается место изменения сечения

, (5.5)

где размер принимается кратным 10 см;

-определяется момент в сечении

, (5.6)

-определяется поперечная сила в этом сечении

, (5.7)

-определяется необходимый момент сопротивления в этом сечении

, (5.8)

где -расчетное сопротивление сварного стыкового шва, принимается равным при контроле качества шва физическими методами и при визуальном контроле. Если стыковой шов делается косым, то ;

-по формулам (5.9 ¸ 5.12) определяется необходимая площадь пояса ,

, (5.9)

-определяется момент инерции стенки балки:

, (5.10)

-требуемый момент инерции пояса:

, (5.11)

-требуемая площадь любого из двух поясов:

. (5.12)

Соответственно величине , подбираются размеры пояса измененного сечения балки согласно сортаменту универсальной листовой стали, а также руководствуясь ниже перечисленными требованиями.

(5.13)

,

Далее, определив геометрические характеристики измененного сечения, выполняется проверка прочности этого сечения по нормальным напряжением. Кроме того, необходимо сделать проверку прочности измененного сечения по приведенным напряжением:

,

где -нормальные напряжения на уровне поясных швов, определяется по формуле (5.14):

, (5.14)

здесь -высота стенки;

-касательные напряжения (5.15):

, (5.15)

где -статический момент пояса балки относительно нейтральной оси балки:

, (5.16)

Стык полок не должен совпадать с местом приложения сосредоточенных сил или стыком стенок.

Источник