ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ВЫПОЛНЕНИЕ
ПРОВЕРОЧНЫХ РАСЧЕТОВ СВАРНЫХ БАЛОК
РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
(БАЛОК ПЕРЕКРЫТИЯ, ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Разработал преподаватель
Ю.В.Селиванова
Обсуждено и одобрено
На заседании цикловой комиссии
спецдисциплин специальности
«Оборудование и технология сварочного производства»
Протокол №___ от___________________
Цели работы
1.1 Приобретение практических навыков по расчету балок перекрытий
1.2 Формирование навыков самостоятельной работы с учебной и справочной литературой
Методическое обеспечение
2.1 Методические рекомендации по выполнению практической работы
2.2 Индивидуальное задание
2.3 Рабочая тетрадь
2.4 Справочная литература
Последовательность выполнения практической работы
3.1 Для заданных условий индивидуального задания:
- определите габаритные размеры балки;
- произведите проверку балки на прочность по нормальным и касательным напряжениям;
- проверьте балку на жесткость по относительному прогибу;
- сделайте выводы.
3.2 Оформите практическую работу в рабочей тетради.
Основные теоретические положения
Предварительный подбор сечения сварной балки осуществляем в следующей последовательности:
1 Подсчитываем нормативные и расчетные нагрузки.
2 По правилам сопромата определяем максимальные внутренние усилия от расчетных нагрузок (F и М), т.е. строим эпюры.
3 Вычисляем требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки Wmр, см3, по формуле
, (1)
где 
- максимальный расчетный изгибающий момент, кН см;
- коэффициент условий работы балки, [2, с. 343];
- расчетное сопротивление балки, [1, с. 40], кН/см2.
, (2)
где 
- максимальный нормативный изгибающий момент, берется с эпюры, кН см;
4 Определяем наименьшую высоту сечения балки hмin, см, по формуле
, (3)
где 
- длина балки, см;
- относительный прогиб;
- принимается в практических расчетах.
5 Определяем оптимальную высоту стенки балки из условия экономичного расхода металла hопm, см, по формуле
, (4)
где 
- толщина стенки, возрастает с увеличением высоты сечения балки и определяется по эмпирической формуле, мм
, (5)
где h – ориентировочная высота балки, м.
В связи с тем, что 
еще не определена, высота стенки балки может быть принята из соотношения
, (6)
где - пролет балки, м.
Окончательно толщину стенки принимаем, руководствуясь данными
ГОСТ 82-70 [2, с. 358]. По конструктивным соображениям толщина стенки обычно принимается не менее 6 мм.
Окончательно высоту стенки балки (
) принимаем, руководствуясь данными ГОСТ 82-70 [2, с. 358], близкую к оптимальной, но не меньше минимальной.
6 Установив высоту стенки балки и толщину стенки, переходим к компоновке поясов.
Определяем требуемую площадь одного поясного листа Ап, см2, по формуле
(7)
Выразив площадь сечения пояса Ап через ширину пояса bп и толщину пояса Sп, получим выражение
(8)
Ширину поясного листа bп принимаем в пределах, см
(9)
По технологическим условиям (для удобства автоматической сварки) эта ширина должна быть не менее 180 мм.
7 Ширину пояса Sп, см, определяем по формуле
(10)
Причем, Sп назначается в пределах 8-40 мм, но не меньше, чем Sсm с градацией по ГОСТ 82-70.
Значения Sп и bп уточняем по ГОСТ 82-70 и определяем действительное значение площади сечения поясного листа 
, по формуле
(11)
Исходя из условия местной устойчивости с учетом развития в балке пластических деформаций необходимо, чтобы выполнялось соотношение
8По назначенным размерам определяем геометрические характеристики сечения.
Определяем момент инерции сечения балки относительно оси х, Iх, см4, по формуле
(12)
Определяем действительное значение момента сопротивления сечения балки 
, см3, по формуле
, (13)
где h – высота балки, см.
(14)
Определяем статистический момент половины сечения балки относительно оси х, Sх, см3, по формуле
, (15)
где Аоm – площадь сечения стенки балки, см2.
(16)
9Производим проверку балки на прочность по нормальным напряжениям от максимального изгибающего момента 
, кН/см2, по формуле
(17)
10 Производим проверку балки на прочность по касательным напряжениям от максимальной поперечной силы 
, кН/см2, по формуле
, (18)
где Rs – расчетное сопротивление материала срезу, кН/см2
11 Производим проверку балки на жесткость по относительному прогибу 
, (19)
где Е – модуль упругости, кН/см2;
Е=21000 кН/см2;
- нормативный прогиб, зависит от назначения балки и дается в
условии.
Индивидуальные задания
1 Назовите нагрузки приложенные к балке.
2 Определите нормативные и расчетные нагрузки.
3 Постройте эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.
4 Подберите сечения сварной балки и сделайте проверочные расчеты.
Индивидуальные задания представлены в приложении А.
6 Содержание отчета (отчет оформляется в рабочей тетради).
Контрольные вопросы
6.1 Дайте определение балки.
6.2 Объясните, в зависимости от каких параметров выбирают высоту стенки балки?
6.3 Объясните, что такое относительный прогиб?
6.4 Объясните, как определяют действительные габаритные размеры балки?
6.5 Перечислите все моменты, которые используются в расчетах.
