2.2 Подбор сечения балки
Определяем по формуле
гдеR- расчётное сопротивление,
n=1,2
Для стали Вст3Гпс
Оптимальная высота балки определяется по формуле
где
– требуемый момент;
– толщина стенки;
Требуемый момент сопротивления для верхнего пояса определяется по формуле
где
–
изгибающий момент;
R–расчёт сопротивления;
Принимаем
Размеры стенки
Определяется
момент инерции стенки
;
по формуле
Определяем момент
инерции балки для верхнего пояса
;
по формуле
где
-
момент сопротивление верхнего пояса;
;
– высота стенки;
Площадь верхнего
пояса
,
;
определяем по формуле
Момент сопротивления
нижнего пояса
,
;
определяем по формуле
Момент инерции
балки для нижнего пояса
,
;
определяем по формуле
площадь нижнего
пояса
,
;
определяем по формуле
Примем сечение балки:
– верхний пояс
мм
–
нижний пояс
мм
– стенка
(12)
где – площадь в верхнего пояса,
– площадь нижнего пояса,
– толщина стенки,
Отклонение центра определяем по формуле
Определяем главный
момент инерции
,
;
относительно оси x
определяем по формуле
Определяем главный
момент инерции
,
относительно оси yопределяем
по формуле
Определяем момент
сопротивления
,
по формуле
где –момент инерции относительно оси x,
Рисунок 2 – Принятое сечение балки изображено
Статический момент верхнего пояса определяем по формуле
Статистический момент части сечения расположенный выше нейтральной оси, определяем по формуле
Принятое сечение балки изображено на рисунке 2.
2.3 Проверка прочности
Определяем направления в верхнем поясе по формуле
Определяем напряжения в нижнем поясе по формуле
Касательное напряжение на опоре определяем по формуле
Средние касательные напряжения в зоне наибольших нормальных напряжений определяем по формуле
Выполним проверку напряжения местного сжатия стенки, определяем по формуле
2.4 Расчёт рёбер жёсткости
В сжатых поясах потеря устойчивости может быть связана с нормальными сжимающими напряжениями и комбинациями нормальных и касательных напряжений.
Чтобы обеспечить местную устойчивость сечения балки, приваривают рёбра жёсткости
Расстояние
между рёбрами жёсткости принимаем
.
Ширину
ребра жёсткости, определяем
,мм,
определяют по формуле
По конструктивным соображениям ширину ребра жёсткости уменьшают
Принимают
Толщину рёбер
жёсткости
,
мм, определяют по формуле
Принимают
Рисунок 2 – Расстановка рёбер жёсткости
2.5 Проверка сварных швов
2.5.1Расчёт поясных швов.
Поясные швы соединяют горизонтальные листы с вертикальными. Рабочими напряжениями в поясных швах являются касательные напряжения , Мпа. Принимают катеты верхних и нижних поясов в пределах К, мм, определяем по формуле
Принимают К=4мм
Касательные
напряжения в нижних поясных швах
,
МПа, определяют по формуле
где
– расчётная поперечная сила в опорном
сечении балки, кН;
– статистический момент нижнего
горизонтального пояса в сечении балки;
– уточнённое значение осевого момента
инерции подобранного сечения,
;
Принимают
Y
τ max
Х
σmax
Рисунок 3 – К расчёту поясных швов
Касательные
напряжения в верхних поясных швах, при
этом учитывают приваренный к данному
поясу рельс
,
Мпа, определяют по формуле
где
– статистический момент сечения верхнего
горизонтального пояса совместно с
приваренным к нему рельсом, относительно
центра тяжести сечения балки,
где
Принимают
К касательным
напряжениям найденным в верхних поясных
швах необходимо добавить касательные
напряжения вызванные перемещающейся
сосредоточенной нагрузкой
,МПа,
определяют по формуле
где n – коэффициент зависящий от характера обработки кромки вертикального листа
Принимают n – 0,4
Принимают
Условные
результирующие касательные напряжения
в верхних поясных швах
,
МПа, определяют по формуле
Принимают
Принимают
2.6 Конструирование опорных узлов балки.
Опорные части балки конструируют в форме выпуклых плит. На одной из них балка имеет продольную подвижность, на другой она закреплена от продольного смещения болтами или штырями.
А в
X
d
S
S0
а В0
R
А
Рисунок 4 – Конструкция опорной части балки
где
–ширина опорной плиты, мм
Принимают
Принимают
где
–толщина плиты у концевой части, мм;
Принимают
где
–радиус цилиндрической поверхности,
м
Принимают
где
– диаметр отверстий под болты, мм
Принимают
где
– момент изгиба на оси плиты, Нм
Принимаем
3 Охрана труда и окружающей среды
3.1Техника безопасности по проведению сварочных работ
–К самостоятельному выполнению сварочных работ допускаются работники не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, вводный инструктаж, первичный инструктаж, обучение и стажировку на рабочем месте, проверку знаний требований охраны труда, имеющие группу по электробезопасности не ниже II, профессиональные навыки по газосварочным работам и имеющие удостоверение на право производства газосварочных работ.
– Работник обязан: – Выполнять только ту работу, которая определена рабочей инструкцией. – Выполнять правила внутреннего трудового распорядка. – Правильно применять средства индивидуальной и коллективной защиты. –Соблюдать требования охраны туда. – Немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей, о каждом несчастном случае, происшедшем на производстве, или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о проявлении признаков острого профессионального заболевания (отравления). – Проходить обучение безопасным методам и приёмам выполнения работ и оказанию первой помощи пострадавшим на производстве, инструктаж по охране труда, проверку знаний требований охраны труда. Проходить обязательные периодические (в течение трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования), а также проходить внеочередные медицинские осмотры (обследования) по направлению работодателя в случаях, предусмотренных Трудовым кодексом Российской Федерации и иными федеральными законами.
Уметь оказывать первую доврачебную помощь пострадавшим от действия электрического тока и при других несчастных случаях;
Уметь применять первичные средства пожаротушения.
При выполнении сварочных работ на работника возможны воздействия следующих опасных и вредных производственных факторов: – повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека; – расположение рабочего места на значительной высоте относительно земли (пола); – вредные вещества; – острые кромки, заусенцы и шероховатости на поверхности заготовок; – повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, токсические вещества в составе сварочного аэрозоля; – повышенная температура поверхности оборудования; – повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; – повышенная яркость света. – оборудование (газогенератор, баллоны с газом); – инфракрасное излучение; – расплавленный металл. – ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение;
Оборудование (газогенератор, баллоны с газом, горелки) - в результате неправильной эксплуатации или неисправности может произойти взрыв с тяжелыми последствиями.
Ультрафиолетовые лучи, возникающие при электросварке, вызывают ожоги лица, рук и приводят к воспалению глаз. Видимые лучи действуют на сетчатую и сосудистую оболочку глаз, а инфракрасные - на хрусталик и роговицу глаза.
Инфракрасное излучение оказывает вредное влияние на хрусталик и роговицу глаза.
Газы: ацетилен – бесцветный газ с резким характерным запахом. Длительное вдыхание ацетилена может повлечь за собой головокружение и даже отравление. Смесь ацетилена с кислородом и воздухом взрывоопасна; – пропан – бутан – метановая смесь – бесцветный газ со слабым запахом, взрывоопасен, при больших концентрациях может вызвать отравление.
Температура электрической дуги достигает 4000 °С при этом свариваемые детали значительно нагреваются и прикосновение к ним вызывает ожог. Горячая деталь внешне ничем не отличается от холодной и поэтому не воспринимается как источник опасности. Кроме того, при электросварке происходит разбрызгивание капель жидкого металла, которые попадая на тело вызывают ожоги.
Вредные газы и пыль (аэрозоль) выделяются при электросварочных работах и зависят от типа электродов, присадочного материала и свариваемого металла. Основными вредными веществами, входящими в состав выделяемых газов и аэрозолей, являются: оксид углерода, оксиды азота, хрома, марганца, цинка, кремния, фтористые соединения и др. Попадая вместе с вдыхаемым воздухом в организм работающего они могут привести к отравлениям, а пылевидная их часть - к поражению слизистой оболочки.
Работник при производстве сварочных работ должен быть обеспечен спецодеждой, спец–обувью и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты и Коллективным договором. При нахождении на территории стройплощадки работник должен носить защитную каску.
В процессе повседневной деятельности необходимо: – применять в процессе работы сварочные аппараты, другое оборудование и средства малой механизации по назначению, в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей; – не пользоваться приспособлениями, оборудованием обращению с которым он не обучен и не проинструктирован; – поддерживать порядок на рабочих местах, очищать их от мусора, снега, наледи, не допускать нарушений правил складирования материалов и конструкций; – быть внимательными во время работы и не допускать нарушений требований безопасности труда;
В случаях получения травм или недомогания необходимо прекратить работу, известить об этом руководителя работ и обратиться в медицинское учреждение.
За невыполнение данной инструкции виновные привлекаются к ответственности согласно законодательства Российской Федерации.