Расчет и проектирование сварных конструкций

                       Рис.6 Конструкция пояса балки.

           Рис.7 Эпюры нормальных и касательных напряжений.

2.6 Устойчивость балки и её элементов.

                  Рис.8 Размещение балок настила

Балки настила изготавливаем из фасонного проката двутавр No 30 и устанавливаем на проектируемой балке с шагом l0=1м (таблица 11).

На крайних участках балки, где ширина её поясов уменьшена, отношение

Сравниваем это отношение с величиной, полученной по формуле:

=12,9>5, следовательно устойчивость балки обеспечена.

Коэффициенты принимаются по таблице 4.

В средней части балки, где отношение                   допускается развитие пластических деформаций в сечении с максимальным изгибающим моментом. Следовательно наибольшее значение этого отношения необходимо умножить на поправочный коэффициент, который составляет

Тогда,

,  следовательно, общая устойчивость балки обеспечена.

Устойчивость сжатого верхнего пояса уже проверялась в подразделе 2.2.

Проверяем устойчивость стенки:

условная гибкость

, следовательно, условие устойчивости стенки не выполняется и требуются рёбра жёсткости.

2.7Рёбра жёсткости.

Выясним, возможна ли расстановка рёбер жёсткости на расстоянии, равном удвоенному шагу балок настила. Проверим устойчивость стенки с учётом местных напряжений под балкой настила в отсеке, где изменяется сечение балки, т. е. на расстоянии 1м от опоры:

Определим изгибающий момент и поперечную силу в этом месте:

Краевое нормальное напряжение:

Среднее касательное напряжение:

Местное напряжение:

где b=135 – ширина полки двутавра №30.

Коэффициент защемления стенки в поясах:

гдеВ=0,8при прерывном опирании

Отношение сторон отсека:

Отношение напряжений:

- ( табличное значение ) таблица 7.

В этом случае критическое напряжение определяется по формуле

                                                                             , где с2 выбирается из таблицы 8.

Критическое местное напряжение:

                                                                         , где с1 – выбирается из таблицы 6

                                                                             a=2l0=200см

Критическое касательное напряжение:

Найденные напряжения и их критические значения подставляем в формулу:

Результат показывает, что принятая расстановка рёбер жёсткости обеспечивает устойчивость стенки, и нет необходимости укреплять её под каждой балкой настила.

Конструируем рёбра:

Ширина одиночного ребра:

Ширина свеса уменьшенного пояса:

                                                     94<95 – не подходит.

Конструируем парные рёбра жёсткости, ширина которых:

                                                              .Принимаем bh=мм.

Толщина рёбер:

Предусматриваем парную расстановку рёбер жёсткости.

                                      Рис.9 Ребро жёсткости.

                                            Раздел 3.

                    Технологическая часть.

3.1Анализ технологичности.

Для изготовления сварной балки применяется сталь ВСт3пс, относящаяся а к классу низкоуглеродистых сталей и к первой группе по свариваемости. Сварные  соединения из сталей 1 группы свариваемости отличаются высоким качеством, получаются без применения особых приёмов(подогрев при сварке и отпуск после неё).

Заготовки для элементов балки изготовляются из листового проката термической резкой и не нуждаются в дальнейшем в механической обработке.

Все сваренные соединения располагаются симметрично, отсутствует скопление сварных

швов в одном месте, имеется хороший доступ к местам сварки  и  для выполнения контрольных операций.

Сварная балка позволяет применять высокопроизводительные способы сборки и сварки с

применением прогрессивного оборудования и не требует высокой квалификации основных рабочих.

Всё вышесказанное позволяет сделать вывод, что спроектированная сварная балка является технологичной.

3,2Технология сборки и сварки.

Заготовки элементов, полученных термической резкой, правятся на листоправильных вальцах и транспортируются к месту сборки мостовым краном. Сборка осуществляется по разметке на плите модели ПС-2.Х4 с использованием перпендикулярных зажимов. На сборку

поступают сваренные предварительно ручной электродуговой сваркой широкий и узкий пояса с применением V-образной обработки кромок в количестве 2-х штук (верхний и нижний), одна стенка и 14 ребёр жёсткости. На пояс с помощью мостового крана устанавливаем стенку выверяя установку с помощью угольника, и осуществляем прихватку. Затем устанавливаем и прихватываем второй пояс. При сборке должна соблюдаться симметрия и перпендикулярность поясов относительно стенки. Рёбра жёсткости устанавливаем по разметке и прихватываем. При вертикальном расположении балки сварка производится под флюсом двумя автоматами, обеспечивающими высокую производительность. Для  исключения сварочных деформаций производим жёсткое закрепление балки при помощи зажимов к плите. При  сварке используем проволоку СВ-08А диаметром 5 мм и флюс ОСЦ-45 по ГОСТ 9087-69.Применяемый флюс малочувствителен к

ржавчине, даёт плотные швы, стойкий против образования горячих трещин. Сварку ведем в кантователе «в лодочку» с отклонением электрода от оси в 45.

После сварки двутавровой балки необходим контроль симметричности и перпендикулярности поясов относительно стенки.

Рёбра жёсткости привариваем ручной дуговой сваркой электродами Э42.             

После сварки рёбер жёсткости производим визуальный контроль сварных швов, отбиваем шлак, очищаем металл от брызг и транспортируем сварную балку на склад.

3.3Применяемое оборудование.

Для автоматической сварки применяем аппарат тракторного типа АДГ-502,который комплектуется универсальным выпрямителем ВДУ-506.

Для ручной дуговой сварки в качестве источника питания применяем трансформатор ТД-306.