Требуется разработать конструкцию сварной балки пролетом L=12 м со свободно опертыми концами. Допускаемое напряжение на подкрановых балках устанавливаем с учетом коэффициентов условий работы т=0,9 и перегрузки n= 1,2; для стали СТ45 = 320 МПа.
Балка нагружена равномерной нагрузкой от собственного веса q=1,5 кН/м и двумя сосредоточенными грузами Р=40 кН (от веса тяжести тележки с грузом), которые могут перемещаться по балке. Расстояние между осями тележки d= 2 м, наибольший прогиб балки от сосредоточенных грузов не должен превышать 1/500 пролёта.
Конструирование балки следует начать с определения расчетных усилий М и Q. Сначала необходимо построить линии влияния моментов, чтобы знать их максимально возможные значения в разных сечениях. Максимальные ординаты линий влияния для различных сечений х составят 
Определим моменты от веса тележки в каждом из сечений с учетом того, что один из сосредоточенных грузов располагается над вершиной линии влияния, а второй — занимает положение. Момент от сосредоточенных сил вычисляется по формуле:
Момент в сечении х от равномерно распределенной нагрузки: 
Суммарные моменты в сечениях от сосредоточенных сил и равномерной нагрузки:
Требуемый момент сопротивления балки для этого момента: 
Производим построение линии влияния поперечной силы. Ординаты Q для различных сечений х составят:
Определим расчетные усилия от сосредоточенных сил в каждом из указанных сечений с учетом того, что одна из них располагается над вершиной линии влияния:
Поперечные силы Q от силы тяжести q:
Суммарные значения поперечных сил от сосредоточенных и равномерно распределенных нагрузок:
|
|
Требуемая высота балки из условий жесткости:
Чтобы определить требуемую высоту балки из условия ее наименьшего сечения, нужно задаться толщиной вертикального листа:
Требуемая высота из условия наименьшей массы определяется по формуле:
Так как требуемая высота, найденная по формуле, больше, чем высота, найденная по формуле, то ее следует принять в расчет при подборе сечения.
Требуемый момент инерции поперечного сечения сварной балки двутаврового профиля:
Момент инерции подобранного вертикального листа:
Требуемое сечение одного пояса балки:
Определим уточненное значение момента инерции подобранного поперечного сечения балки:
Наибольшее нормальное напряжение в крайнем волокне балки:
Катеты швов, приваривающих ребра жесткости к поясам и стенкам, принимаем такими же, как и поясных швов. Эти швы не передают рабочих напряжений и расчету на прочность не подлежат.
Заключение
В данной работе была рассчитана балка, а именно:
o выполнен расчёт и конструирование главной балки с проверкой устойчивости стенки;
o выполнены расчёт и конструирование центрально-сжатой колонны, куда входит подбор и компоновка сечения колонны;
ЛИТЕРАТУРА
1. «Металлические конструкции» - под редакцией проф. Е.И.Беленя, М., Стройиздат 2005г.,
2. «Примеры расчёта металлических конструкций» - 2-е издание, переработанное и дополненное – под редакцией А.П.Мандрикова, М., Стройиздат 2008 г.,
3. «Металлические конструкции» - под редакцией А.А. Васильева, М., Стройиздат 2006 г.,
|
|
4. СНиП 2-23-81* «Стальные конструкции»,
5. СНиП 2-01-07-85* «Нагрузки и воздействия»,
6. СНиП 2.03.01-87* «Бетонные и железобетонные конструкции».