Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

8.4 Определение касательного напряжения в шве:

(53)

29

где

A = 211,39кН – опорная реакция

z = 18,14cм – условная длина, на которой сосредоточенный груз распределяется в

вертикальном листе

K = 0,8см – катет шва

9. Расчёт опорных частей

В качестве опоры принимаем стальную выпуклую плиту ши­риной b₀ = 24 см.

Длину плиты а = 26 см. Примем, что балка крепится к плите двумя штырями

диаметром d = 18 мм.

9.1 Определение изгибающего момента на оси плиты:

(54)

где

A = 211,39кН – опорная реакция

a = 26см – длина плиты

9.2 Определение требуемой толщины плиты:

(55)

где

М = 6,87кН·м – изгибающий момент на оси плиты

= 210МПа – расчетное усилие

30

d = 18мм – длина штыря для крепления плиты

b₀ = 24см – ширина выпуклой плиты

Радиус цилиндрической поверхности плиты R принимаем рав­ным 120 см. Один из концов балки закрепляют неподвижно, второй дол­жен иметь свободное продольное перемещение, определяемое упругой и температурной деформациями.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ БАЛОК ДВУТАВРОВОГО СЕЧЕНИЯ.

Наиболее широкое применение имеет двутавровый профиль с поясными швами, выполняемыми обычно автоматами под флюсом.

Подкрановые балки обычно выполняют в виде сварного дву­тавра с ребрами жесткости. Условия их работы предъявляют, вполне определенные требования к конструктивному оформле­нию и технологии выполнения сварных соединений. При нагружении сварного двутавра только продольным изгибающим моментом такие концентраторы, как подрез стенки или непровар корня поясного шва, особой опасности не представляют, так как располагаются параллельно нормальным и касательным напря­жениям. Однако сечения подкрановой балки дополнительно ис­пытывают периодическое нагружение сосредоточенной силой от колеса крана, передаваемое с рельса на верхний пояс и через поясные швы на стенку балки. Кроме того, при нарушениях сим­метрии рельса относительно оси балки возникает дополнитель­ный момент в поперечном направлении, воспринимаемый пояс­ными швами и стенкой. В этом случае непровар корня поясного шва или подрез стенки оказываются расположенными поперек силового потока и поэтому могут служить причиной возникнове­ния усталостных трещин, что подтверждается многолетней экс­плуатацией таких балок. Следовательно, конструктивные эле­менты подобного типа целесообразно выполнять с полным проплавлением стенки и сварку поясных швов производить в положении «в лодочку» для предотвращения подрезов. Установка и приварка ребер жесткости производится после выполнения поясных швов наклоненным электродом. К концам подкрановой балки

31

могут быть приварены планки, нижние грани которых опираются на колонны, задавая положение балки по высоте. Поэтому установка этих планок с монтажными отверстиями должна быть выполнена достаточно точно.

Обычно двутавр собирают из трех листовых элементов. При их заготовке, помимо правки, резки и зачистки кромок, часто предусматривают сборочную и сварочную операции для получе­ния листового элемента требуемой длины и ширины. В этом слу­чае к стыковым соединениям предъявляется требование полного и надежного проплавления с хорошим формированием усиления и проплава шва. Поэтому сварка, как правило, производится с двух сторон. Первый слой целесообразно сваривать на флюсовой подушке.

Схематически устройство флюсовой подушки показано на рис. 16-1. Листы 1 укладываются на стеллаж так, чтобы стык располагался над флюсовой подушкой, представляющей гибкий короб 2, закрепленный между балками стенда и заполненный флюсом. Прижимами 3 листы плотно прижимаются к стенду, подачей сжатого воздуха в шланг 4 создается равномерное поджатие флюса по всей длине стыка.

П ри изготовлении двутавровых балок основной сварочной операцией является выполнение поясных швов, свариваемых обычно автоматами под слоем флюса. Приемы и последователь­ность наложения швов могут быть различными. Приемы сварки наклоненным электродом (рис. 16-7, а, б) позволяют одновре­менно сваривать два шва, однако имеется опасность возникнове­ния подреза стенки или полки.

Выполнение швов «в лодочку» (рис. 16-7, б) обеспечи­вает лучшие условия их формирования и проплавления, зато по­ворачивать изделие приходится после сварки каждого шва. Для этого используют позиционеры-кантователи.

В нашем случае длина балки велика (l=18 м)

и необходимо предот­вратить ее прогиб, можно между опорами расположить опорные

32

разъемные кольца. На рис. 16-9 (см. Приложение 1) показан универсальный кантователь такого типа с подвижными опорами.

Выполнение стыков балок и стержней

При монтаже конструкций нередко возникает необходимость стыковки балок. Типы стыков балок двутаврового сечения пока­заны на рис. 14.22. Раздвинутый стык (рис. 14.22,6) применяют как технологический. При монтаже обычно используют совмещен­ный стык (рис. 14.22,а), выполняя его ручной сваркой или полу­автоматом в СО₂. Назначая последовательность выполнения швов поясов и стенки, необходимо иметь в виду следующее. Если в первую очередь сварить стыки поясов, то стык стенки придется выполнять в условиях жесткого закрепления, что может способст­вовать образованию трещин в процессе сварки. Когда вначале сваривают стык стенки, в стыках поясов возникает высокий уро­вень остаточных напряжений растяжения, что может снизить усталостную прочность при работе на изгиб. Для облегчения усло­вий сварки стыка участки поясных швов балки длиной L (рис. 14.22,а) иногда не дова­ривают, а выполняют их пос­ле сварки стыковых швов. Так как поперечная усадка свари­ваемого последним шва будет восприниматься элементом длиной L, то значение оста­точных напряжений окажется меньше, чем при жестком за­креплении. Однако в элемен­тах, свариваемых в первую очередь, появление свободного участка L может вызвать ко­робление из-за потери устой­чивости под напряжением сжатия. Для каждого конкрет­ного случая в зависимости от перечисленных факторов (опасности возникновения тре­щин при сварке, условий ра­боты стыка балки в конструкции, размеров поперечных сечений элементов) оптимальная тех­нология выполнения стыка может быть различной.

Стык, показанный на рис. 14.22,в применяется сравнительно редко, когда нужно исключить ручную сварку. Вставки верти­кальной стенки и верхнего пояса позволяют выполнять швы ав­томатами, причем пояса сваривают многопроходной сваркой, а сты

33

ки стенки—однопроходной с принудительным формированием. Последовательность выполнения швов показана на рис. 14.22,в цифрами.

Непосредственная сварка стыковых соединений с полным проплавлением всего сечения профильных элементов требует высокой квалификации сварщика и тщательного контроля. При изготов­лении конструкций, работающих под статической нагрузкой, часто применяют соединения с накладками, приваренными к соединяе­мым элементам угловыми швами. Такие соединения технологиче­ски проще, хотя и требуют дополнительного расхода металла. Для конструкций, работающих в условиях вибраций, соединения с накладками непригодны.

Результаты испытаний балок

При испытаниях сварных балок под статической нагрузкой установлено, что стальные сварные балки обладают необходимой прочностью, однако распределение напряжений в них по попереч­ному сечению происходит неравномерно. В широких горизон­тальных листах балок двутаврового профиля напряжения у оси больше, чем по кромкам. При наличии прерывистых поясных швов сечение балки не работает как одно целое. В зоне кромок вертикального листа наблюдается концентрация напряжений. При непрерывных швах она значительно меньше. Концентрация на­пряжений имеет место и в случае приложения к поясу балки со­средоточенной силы (колеса крана). Все стыки элементов по длине должны быть сварены стыковыми соединениями без применения накладок. Ребра жесткости целесообразно приваривать так, к растянутому поясу и в растянутой зоне вертикального листа на длине a=(0,l—0,2)/h ребра жесткости рекомендуется не привари­вать вовсе.

Испытания показали, что применение накладок, при­варенных к поясам угловыми швами, значительно снижает усталостную прочность конструкции. Наибольшей усталостной прочно­стью обладали балки без стыков и с косыми механически обрабо­танными стыковыми соединениями.

34

Список использованной литературы:

1. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, автоматизация производства и проектирование сварных конструкций: учебное пособие.– М.: Высшая Школа , 1982г. – 344с.

2. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций: учебное пособие. – М.: Высшая Школа , 1982г. – 272с.

3. Серенко А.Н, Крумбольдт М.Н., Багрянский К.В.. Расчет сварных соеди­нений и конструкций. Примеры и задачи. – Киев: Вица школа, 1977. – 336с.

Приложение

Характеристики

Список файлов курсовой работы