Обоснование  материала балки

Объяснить целесообразность предложенного в задании материала для изготовления балки. Дать химические и механические свойства выбранного материала, также используя специальные таблицы из справочников.

 

Таблица 2 – Механическиесвойства материала

Марка стали	Передел прочности	Предел текучести	Относительное удлинение	Ударная вязкость

 

Таблица 3 – Химический состав материала

Марка стали	Содержание элементов в %
	углерод	кремний	марганец	Прочие (хром, никель, медь)

 

Определить допускаемое напряжение, которое будет применяться в расчетах. Допускаемое напряжение определяется с учетом коэффициента условий работы m=0,9 и коэффициент перегрузки n=1,2; расчетное сопротивление R_p =270 МПа,

                        (1)

Принимаем [ s ]_р=200 МПа

Расчетная часть

Расчет значений изгибающих моментов и перерезывающих сил

Расчет и конструирование подкрановой балки в данной работе производится по методике, предложенной в учебнике авторов Г.А. Николаева, С.А. Куркина, В.А. Винокурова «Сварные конструкции», часть 2, стр. 225 – 230.

Конструирование балки следует начать с определения расчетных усилий изгибающих моментов (М) и перерезывающих сил (Q).

2.1.1 Определим значения изгибающих моментов, для этого необходимо построить линии влияния моментов, чтобы знать их максимально возможные значения в разных сечениях балки. Максимальные ординаты Y_max, линий влияния для различных сечений Х составят

Х₁ =0,1·L=3,2 м     Y_{max 1} =0,09 L =2,88 м

Х₂ =0,2·L=6,4 м     Y_{max 2} =0,16 L =5,12 м

Х₃ =0,3·L=9,6 м     Y_{max 3} =0,21 L =6,72 м

Х₄ =0,4·L=12,8 м     Y_{max 4} =0,24 L =7,68 м

Х₅ =0,5·L=16 м     Y_{max 5} =0,25 L =8 м

 

                      (2.1)

Момент в сечении Х от равномерно распределенной нагрузки:

                                         (2.2)

Суммарные моменты в сечениях от сосредоточенных сил и равномерной нагрузки:

М _S = M_pi + M_qi                                       (2.3)

М _{S 1} =1201+207,4=1408,6 кНм

М _{S 2} =2120,8+368,6=2489,4 кНм

М _{S 3} =2758,8+483,8=3242,6 кНм

М _{S 4} =3115,2+553=3668,2 кНм

М _{S 5} =3190+576=3766 кНм

Результаты расчетов подставляем и вычерчиваем эпюры (рис.2). Таким образом, расчетное значение момента для балки составляет

М _S = 3766 кНм =3,766 МНм

Требуемый момент сопротивления балки для этого момента

2.1.2 Производим построение линии влияния поперечной (перерезывающей) силы Q.

Ординаты Q для различных сечений Х составляет:

Х₁ =0                         Q ₁ =1

Х₂ =0,1·32=3,2 м      Q ₂ =0,9

Х₃ =0,2·32=6,4 м      Q ₃ =0,8

Х₄ =0,3·32=9,6 м      Q ₄ =0,7

Х₅ =0,4·32=12,8 м             Q ₅ =0,6

Х₆ =0,5·32=16 м       Q ₆ =0,5

Определим расчетные усилия от сосредоточенных сил в каждом из указанных сечений с учетом того, что одна из них располагается над вершиной линии влияния:

                            (2.4)

Определим поперечные силы Q  от силы тяжести q:

                               (2.5)

Суммарное значение поперечных сил от сосредоточенных и равномерно распределенных нагрузок:

Q _S = Q_pi + Qqi                                   (2.6)

Q _{S 1} =419,4+72=491,4 кН

Q _{S 2} =375,4+57,6=433 кН

Q _{S 3} =331,4+43,2=374,6 кН

Q _{S 4} =287,4+28,8=316,2 кН

Q _{S 5} =243,4+14,4=257,8 кН

Q _{S 6} =199,4+0=199,4 кН

Результаты расчетов подставляем и вычерчиваем эпюры нагрузок от перерезывающих сил, как показано на рисунке 2.

 

Рисунок 2 Эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил