кН/см 2 - модуль пружності по табл. 63 дод. 3.
f / l=1,6 см/575 см=0,0027=2,7 · 10 - 3 ? 4 · 10 - 3
3. Головна балка робочого майданчика
.1 Підбір перерізу балки у вигляді зварного двотавра
Головну балку проектую у вигляді зварного двотавра.
Для визначення сили F визначаю вантажну площа А гр .
=14,4 м · 3,6 м=51,84 м?
Сила F складається з зосередженого навантаження від постійного і тимчасового навантаження, від власної ваги другорядної балки і від орієнтовного власної ваги головної балки.
=51,84 м? ·
(250 кгс/м? · 1,1 + 600 кгс/м? · 1.2) +5,75 м · 0,486кН/м · 1,2 + 3,6 м · 1 (кН/м) · 1 , 2=523,48кН
Для прийнятої розрахункової схеми з умови рівноваги визначаю реакції опор, знаходяться максимальні розрахункові згинальний момент і поперечна сила.
? М1=F · (3,8 + 3,8 + 3,6 + 3,8 + 3,6 + 3,6) - Р2 · (3,8 + 3,6 + 3,6 + 3 , 4)=0 Р2=807,03кН
? М2=F · (3,4 + 3,4 + 3,6 + 3,4 + 3,6 + 3,6) - Р1 · 14,4=0 Р1=763,41кН
М1=Р1 · 3,8=2900,958кН · м
М2=Р1 · (3,8 + 3,6) - F · 3,6=3764,706кН · м
М3=Р1 · (3,8 + 3,6 + 3,6) - F · (3,6 · 3)=2743,926кН · м
Q1=P1=763,41кН Q2=P1-F=239,93кН
Q3=P1-2F=- 283,55кН Q4=P1-3F=- 807,03кН
=14,4 м + (0,4 м/2) + (0,4 м/2)=14,4 м
Починаю компоновку перерізу балки з визначення висоти стінки балки, від якої залежать всі інші параметри балки.
Висота стінки:
. Мінімальна висота з умови жорсткості
=1/400 - гранично допустима величина відносного прогину головної балки;- Середнє значення коефіцієнта надійності за навантаженням,.
. Оптимальна висота з умови мінімальної витрати стали
,
де=- необхідний момент опору головної балки;- Товщина стінки.
Товщина стінки:
. =8-16 мм з конструктивних вимог.
. Товщина стінки визначається за емпіричною формулою
=7 + 3 · 1,19 м=10,57 мм=1,1 см
hст=1500 мм
.- Мінімальна товщина з умови міцності стінки на дію поперечної сили
=
де розрахунковий опір матеріалу зрушенню [1, табл. 1 *]=(0,58 · 23,5кН/см?)/1,025=13,3кН/см?.
Призначаю розміри стінки балки так, щоб
119? hст=150
відповідали сортаменту на прокатну сталь (прил. 1).
Встановивши розміри стінки балки, визначаю товщину і ширину полиці.
Товщину полиць призначаю з конструктивних вимог:
1. мм
2..
Ширина полиць:
1. З умови закріплення другорядних балок
.
. З умови загальної стійкості балки
? (1/3) · 150 см? 50 см
. З умови місцевої стійкості стиснутого пояса
=
Розміри полиці відповідають сортаменту на прокатну сталь.
Після підбору перетину проводжу перевірку міцності прийнятого перерізу за нормальними напруг:
,
де - фактичний момент опору головної балки.
=;
=- фактичний момент інерції перерізу щодо осі xx.
=
Перетин підібрано незадовільно, оскільки запас міцності перевищує 5%.
Приймаємо, тоді,
Перевірка:
Запас міцності не перевищує 5%.
3.2 Перевірка міцності балки по дотичним і приведених напруженнях
Перевірка проводиться в найбільш небезпечних перетинах - у місцях зміни перерізу і несприятливих поєднань згинальних моментів і перерізують сил.
Найбільші дотичні напруження виникають в середині стінки, у перетині з максимальною поперечною силою.
,
де - статичний момент полусеченія на опорі
=
,
де напруження обчислюється за формулою:
=
де і - відповідно згинальний момент і поперечна сила.
- статичний момент відсіченої частини перетину
=
.3 Розрахунок зварних швів, що прикріплюють пояса до стінки
Розрахункове зусилля, що припадає на поясний шов довжиною см (або зсувна сила пояса щодо стінки):
=
Мінімальний катет одностороннього шва з умови зрізу по металу шва (1)
=
З умови зрізу по металу кордону сплаву (2)
=
де=0,9,=1,05 -...
