Стержень N, кН Состав сечения F, см2 l, см J, см4 Радиус инерции r, см l/r σ, Н/м2 5’6′ -334,1 2 швеллера № 18 41,4 187,5 195 2,17 86,4 0,69 -1828
- 107 01 117,0 2 швеллера № 10 10,9 209,6 — — — — 506
- 107 56 327,0 2 швеллера № 10 10,9 — — — — — 1966
- 107 66′ -50,7 2 (50 504) 3,7 187,5 16,7 1,3 144 0,34 -2015
- 107 11′ -41,3 2(50 504) 3,7 187,5 16,7 1,3 144 0,34 -2015
- 107 01′ -117,0 1205+2(605) 12,00 209,6 72,13 2,45 86 0,47 -1555
- 107 1’2 124,4 705+2(405) 7,50 — — — — — 1660
- 107 23′ -97,8 1205+2(605) 12,00 265,2 72,13 2,45 86 0,47 -1555
- 107 3’4 69,7 705+2(405) 7,50 — — — — — 1497
- 107 45′ -41,7 1205+2(605) 12,00 265,2 72,13 2,45 86 0,47 -1198
- 107 5’6 15,4 705+2(405) 7,50 — — — — — 206
- 107 Расчётные напряжения в стержнях главных фермВсе остальные стержни (растянутые раскосы и сжатые стойки) ферм жесткости конструируют из одного гнутого уголка.
Его площадь сечения; ;; .
Наименьший радиус инерции равен:
гибкость:
коэффициент .
Напряжение сжатия в стойках равно:
Так как в ферме жесткости по принятой схеме расчета элементы не испытывают переменных усилий, то прикрепления в узлах могут быть выполнены с применением швов любых типов без понижения допускаемых напряжений в основном металле стержней.
Подбор сечений элементов в фермах связей.
Раскосы в фермах связи проектируют из одного уголка, F=5,3 м², стойки — из уголка .
Произведем проверку прочности основных элементов прикреплений узлов. Элементы работают при знакопеременных усилиях с характеристикой цикла Прикрепление в узлах предусматривается соединениями внахлестку с обвариванием по контуру. Эффективный коэффициент концентрации Кэ=3,3. Значение коэффициента составит:
В наиболее нагруженном раскосе фермы связей напряжение в зоне прикрепления будет равно:
Так как допускаемое напряжение, то прочность элемента обеспечена.
8. Расчет сварных узлов
В главной ферме расчету прочности подлежат стыки поясов, прикрепления раскосов и стоек к косынкам узла и прикрепления косынок к поясам ферм.
Пояса сваривают швом встык с двусторонним проваром и последующей механической обработкой. Эти соединения являются особо ответственными в конструкции. Коэффициент концентрации напряжений в растянутом стыковом шве Кэ = 1,4.
Металлические фермы
... метра установили на Колпинском и еще - пролетом 34,0 метра - на Салдинском заводах. Металлические фермы в Европе впервые использовали лишь в 1812 году, в Париже, во время ... комбинированных систем можно значительно повысить, создав в них предварительное напряжение. В фермах подвижных крановых конструкций и покрытий больших пролетов, где уменьшение веса конструкций дает ...
При, коэффициент понижения допускаемых напряжений равен:
Принимаем. Таким образом, стыки поясов равнопрочны основному элементу.
В узлах с косынками (рис. 5, б) стойки приваривают фланговыми швами с катетом К=4 мм, которые имеют технологическое значение для закрытия зазора между уголками и косынкой.
Раскосы приваривают в узлах к косынкам широкой полосой встык, узкие ребра — продольными угловыми швами. Примем для этих продольных швов, так же как и для лобовых, Кэ=2,5.
Определим коэффициент для швов, прикрепляющих встык растянутые раскосы 1’2 (r = +0,14) и 5’6 (r =-0,68).
Узел 5’1′ аналогичен (Рис. 5).
При r = +0,24
Величина допускаемых напряжении составляет:
При Усилия между полосами раскосов распределяются пропорционально площадям, входящим в состав сечения. Усилие в узком ребре раскоса 1’2
Площадь сечения ребра Площадь сечения раскоса Ребро приваривается к косынке двумя швами длиной L=12 см каждый.
Напряжение в шве с катетом К=5мм равно:
Усилие в узком ребре раскоса 56 равно:
Швы имеют длину L=12см каждый. Напряжение в швах равно:
что меньше допускаемых напряжений.
Аналогичным образом проверяется прочность остальных узлов главных ферм.
Определим напряжение в швах, приваривающих косынку (прокладку к поясам).
В узле 1′ усилия в раскосе 1’2 составляют 124,4 кН, а в раскосе 1’0 — 117,0 кН.
Определим сумму проекций усилий на горизонтальную ось, сдвигающих прокладку относительно пояса:
Допускаемые напряжения для сварных швов в узле V:
Усилие воспринимается четырьмя продольными швами. При К = 5 мм требуемая длина швов, прикрепляющих косынку к поясу, равна:
Из конструктивных соображений принимаем L =500 мм.
Рис. 5 Сварные узлы главной фермы
Расчет прочности сварных соединений ферм жесткости Как было указано выше, все сварные соединения ферм жесткости рассчитывают при =1 и допускаемых напряжениях:
Пояса сваривают стыковым швом, равнопрочным основному металлу. Раскосы и стойки прикрепляют к надставкам, привариваемым к вертикальной полке уголков пояса (рис. 6, а).
Длину швов назначают с учетом технологических и конструктивных особенностей.
Длина флангового шва, приваривающего раскос со стороны обушка уголка, принимается равной 90 мм, с противоположной стороны — 40 мм; длина лобового шва соответствует ширине полки уголка; катет шва К=4мм.
Для приварки раскоса 1’2 (рис. 6, а) полная расчетная длина швов равна:
Напряжение в швах равно:
В других швах крепления раскосов и стоек фермы жесткости величины напряжений в швах имеют еще меньшее значение.
Рис. 6. Сварные узлы фермы жесткости и фермы связей
Расчет прочности сварных соединений ферм связей
Для сварных швов в узлах ферм связей коэффициенты концентрации напряжений в лобовых швах Кэ=2,5, во фланговых Кэ=4.
При r = -1 коэффициент ;
Допускаемое напряжение в лобовых швах:
во фланговых:
Изготовление подкрановой балки стана 5000 ОАО ‘Магнитогорский ...
... Тема дипломного проекта изготовление подкрановой балки стана 5000.ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Подкрановая балка имеет следующие размеры: пролет балки 18000.Подкрановая балка состоит ... к третьей группе конструкций по условиям работы и эксплуатации. Это конструкции, работающие на ... швом с полным проваром с односторонней разделкой кромок под углом 40 0 . Стенка подкрановой балки ...
Длину лобового шва, прикрепляющего раскос 1’0, примем 80 мм (рис. 6, б).
Усилие на лобовой шов с К = 4 мм равно:
усилие на фланговые швы:
Требуемая длина фланговых швов при К = 4 мм равна
Определяем длину шва со стороны обушка:
;
- принимаем .
Требуемая длина шва с другой стороны уголка:
принимаем [https:// , 8].
9. Расчет концевой балки Рис. 7. Балка концевая
Определим расчетные нагрузки для концевой балки. В вертикальной плоскости опорное давление главной балки со стороны механизма передвижения (рассматривается при ближайшем возможном положении тележки с грузом к рассматриваемой концевой балке):
А = 1/22,5
- (3·21,5+3·1+4,5·22,5+4,5·21,0+0,23·22,5·11,25) =14,2 Т.
Опорное давление главной балки со стороны троллейной площадки:
А’ = 1/22,5
- (0,23·22,5·11,25+4,5·22,5+4,5·21,0)=11,3 Т.
В горизонтальной плоскости нагрузка от торможения тележки:
Рис. 8. К определению нагрузки на концевую балку, расположенную со стороны механизмов Рис. 9. Расчетная схема концевой балки.
На концевую балку, расположенную у правой опоры, действуют нагрузки в вертикальной и горизонтальной плоскости. Опасным является сечение под силой А.
Рис. 10. Схема нагрузок на концевую балку: а — изгибающие моменты в вертикальной плоскости, б — изгибающие моменты в горизонтальной плоскости, в — перерезывающие силы от вертикальной нагрузки.
Рис. 11. Сечение концевой балки.
Момент инерции сечения относительно оси Х — Х:
Момент сопротивления относительно оси Х — Х:
Момент инерции сечения относительно оси Y — Y:
Момент сопротивления относительно оси Y — Y:
Статический момент полусечения относительно оси Х — Х:
Проведем проверку прочности концевой балки в сечении стыка с главной балкой, где действуют:
- изгибающий момент в вертикальной плоскости Мв = 15,98Тм;
- изгибающий момент в горизонтальной плоскости Мв = 0,675 Тм;
- перерезывающая сила Р = 15,5 Т.
Нормальное напряжение в сечении от изгибающего момента в вертикальной плоскости:
Нормальные напряжения в сечении от изгибающего момента в горизонтальной плоскости:
Суммарные нормальные напряжения в сечении Б — Б [5]:
Касательные напряжения:
При одновременном действии нормальных напряжений изгиба σсум и касательных напряжений τ проверка приведенных напряжений производится по формуле:
;
10. Технология сборки и сварки концевой балки Технологический процесс изготовления торцовой балки состоит из следующих основных этапов:
- сборка и сварка вертикальных стенок;
- сборка и сварка диафрагмы;
- сборка и сварка балки;
- сверление отверстий в монтажных стыковых прокладках и балке.
Первый этап. Сборка и сварка вертикальных листов производится на тщательно выверенном стенде. Листы с помощью траверсы и мостового крана укладывают па стенде согласно расстыковке и маркировке. Сопрягаемые поверхности под сварку очищают от масла, грязи и ржавчины.
Технология сварочных работ по производству подкрановой балки
... работ на поперечный изгиб. Типы поперечных сечений и размеры сварных балок весьма разнообразны. Если нагрузка приложена в вертикальной плоскости, то чаще всего используют балки двутаврового сечения. Сварочные двутавровые балки ... с помощью приспособлений ... производство ... По данному подпункту можно сказать, что подкрановые балки подразделяются на: однопролетные разрезные балки, неразрезные балки. Балки ...
Листы состыковывают на стенде по упорам с проверкой плоскостности линейной, с креплением струбцинами к стенду и прихватывают по стыкам. На торцы стыков устанавливают и прихватывают фальшпланки для начала и окончания сварного шва. Подводят тележку со сварочным автоматом АД С — 1000 — 2, флюсовую подушку и устанавливают вдоль стыка.
Стыки сначала заваривают с одной стороны, а после кантовки листа на 180° (с помощью крана) с другой. Далее газом срезают фальшпланки, зачищают пневмошлифовальной машинкой торцы стыковых швов, производят гаммографирование (просвечивание) сварных швов и правку на правильных вальцах с последующей передачей с помощью мостового крана на стенд сборки.
Второй этап. Сборку диафрагмы производят на плите следующим образом. Гнутую полосу устанавливают на плите, и на ней размечают места для постановки диафрагм. По разметке и с помощью угольника устанавливают и прихватывают диафрагмы к гнутой полосе. Далее заваривают диафрагмы ручной сваркой с кантовкой для удобства сварки в нижнем положении. Зачищают швы, производят правку диафрагм в сборе вручную и обрабатывают фаски в гнутой полосе кислородной резкой и пневмошлифовальной машинкой. После контроля диафрагмы в сборе поступают на стенд сборки.
Третий этап. Укладывают па сборочном стенде листы верхнего пояса и проверяют параллельность по торцам швеллеров стенда. Состыковывают листы с проверкой по линейке и прихватывают. Размечают верхний пояс для установки диафрагм. Устанавливают диафрагмы по разметке с проверкой по угольнику, прихватывают и приваривают диафрагмы к верхнему поясу ручной сваркой. На верхний пояс по разметке подводят вертикальные стенки и ребра, прижимают их скобами и пневмозажимами и прихватывают.
Балку с помощью крана снимают со сборочного стенда и устанавливают на стеллаж для сварки в нижнем положении. После кантовки заваривают стыковые швы по верхнему поясу, внутренние поясные швы на изгибе и приваривают диафрагмы к вертикальным стенкам.
На плите раскладывают листы нижнего пояса, проверив их параллельность струной, и прихватывают их по торцам стыков. Размечают нижний пояс для установки балки, устанавливают по разметке на нижний лист балку с помощью крана и прихватывают.
Кантуют балку на 180° с помощью крана и устанавливают по разметке на балку подбуксовое гнутье, косынки и ребра с последующей прихваткой. Ручной сваркой варят косынки, листы и ребра, а с помощью полуавтомата варят поясные швы и подбуксовое гнутье, при этом балку с помощью крана кантуют в удобное для сварки положение.
Далее расцентровывают балку по верхнему и нижнему поясам и кернят линии по торцам балки. Намечают по шаблону места установки платиков. Устанавливают платики по разметке, прижимают их струбцинами и прихватывают.
Приваривают платики ручной сваркой, кантуя балку для сварки в нижнем положении. На балку по разметке устанавливают и прихватывают на четыре прихватки все монтажные стыковые накладки.
Четвертый этап. С помощью мостового крана балку подают на радиально — сверлильный станок для обработки по кондуктору монтажных отверстий. После обработки отверстий срубают и зачищают прихватки у монтажных накладок, вертикальных стенок и поясов. В монтажные отверстия устанавливают 20% болтов, служащих для крепления монтажных стыковых накладок.
Перекрытия по деревянным балкам
... и каркасно-щитовых стен. перекрытие деревянный балка накат Рис. 2. а. Заделка деревянных балок перекрытия в наружную стену: 1 - стена, 2 - подкладка, 3 - заделываемый конец балки. Рис. 2. б. Заделка деревянной балки перекрытия ... рубероида. Длина опорных концов балки должна быть не менее 15 см. Укладку балок ведет "маячковым" способом - вначале устанавливают крайние балки, а затем промежуточные. ...
Рис. 12. Изготовление концевой балки в мелкосерийном производстве: 1 — гнутая полоса; 2- диафрагма; 3 — угольники.
Г. А. Сварные
М.:Высш. шк., 1990. 446 с.
