Курсовая работа по дисциплине: Расчет и проектирование сварных конструкций Тема: Расчет размеров конструкции балки пролетом 18 метров из стали

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВПО "Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова
Технологический институт
Колледж технологий
Кафедра технических дисциплин
Курсовая работа по дисциплине:
Расчет и проектирование сварных конструкций
Тема: Расчет размеров конструкции балки пролетом 18 метров из стали
Выполнил: Попов Н.А.
Студент II курса гр. СП-13
Проверил: Устинов Е.П.

Якутск 2015

Содержание

Введение 2
Глава 1. Конструкторская часть 5
1.1 Общая часть 5
1.2 Описание конструкции сварного узла с анализом его технологичности 9
1.3 Технические условия на изготовление сварного узла 10
1.4 Выбор основного и сварочного материала 13
17
18
1.5 Выбор вида сварки и оборудования 18
Глава 2. Расчетная часть 21
Заключение 35
Использованные литературы 37

Введение

Металлическая балка - это высокопрочное прокатное изделие, изготавливающееся из металла большой плотности. По форме различается балка с коробчатым или с двутавровым сечением, однако, в силу простой конструкции и технологии изготовления, балка двутавровая в строительстве получила большее распространение.

Существует несколько критериев, с учетом которых классифицируется балка стальная:

• 
  Двутавровые балки перекрытия, в зависимости от ГОСТов и требований того или иного объекта, могут иметь разную высоту, толщину и длину. Максимальные показатели - 3500 мм, 50 мм и 15,5 м соответственно.
  
• 
  Балка двутавровая по расположению граней полок может быть: изделием с параллельными гранями полок и с уклоном внутренних граней.
  
• 
  Металлическая балка с параллельными полками в свою очередь подразделяется на нормальную, колонную и широкополочную.
  
• 
  Материалом, из которого изготавливаются двутавровые балки перекрытия, может быть углеродистая или низколегированная сталь.
  

Балка представляет собой конструктивный элемент сплошного сечения, предназначенный для работы на поперечный изгиб. Балки применяют в различных перекрытиях, рабочих площадках, эстакадах, мостах, подкрановых балках и других конструкциях. Наиболее широкое применение сплошностенчатые балки находят для небольших пролётов при больших нагрузках. В случае больших пролётов и малых нагрузок рациональнее использовать сквозные балки или фермы, так как получаемая в данном случае экономия металла более существенна, чем увеличение трудоёмкости.
Сварные балки обычно состоят из трёх элементов: вертикального - стенки и двух горизонтальных - поясов (полок), присоединяемых к стенке при помощи сварки, как правило, автоматической. Возможны и другие конструктивные решения составных балок.
Устройство поясов из нескольких листов, сваренных по продольным кромкам, менее предпочтительно ввиду необходимости сварки протяжённых швов, сложности обеспечения плотного прилегания поясных листов друг к другу, неравномерности распределения напряжений.
По статической схеме балки классифицируются на разрезные, консольные и неразрезные. В металлических конструкциях чаще применяют разрезные свободно опертые (без защемления) балки. Неразрезные балки и однопролётные защемлённые балки более экономичны по расходу металла, однако сложнее в изготовлении и особенно в монтаже.
Балки разделяют по способу соединения элементов на сварные и клепаные. Наибольшее распространение получили сварные балки, так как они более экономичны по расходу металла и менее трудоёмки при изготовлении. Клёпаные балки применяют редко, как правило, для конструкций, работающих в условиях тяжёлых динамических или вибрационных нагрузок.
Составные балки могут изготовляться из элементов с разными марками стали. Стенку балки, работающую в большей части на изгиб с незначительными напряжениями, изготовляют из менее прочной и более дешёвой углеродистой стали, а пояса - из низкоуглеродистой. Наибольший эффект достигается при использовании в растянутых элементах высокопрочной стали.
С исторической точки зрения балки непрерывно эволюционировали. На первоначальном этапе осуществляли изготовление балок прокаткой на примитивных станках с относительно небольшими поперечными сечениями. Большое значение имела прокатка двутавров.
Условие проката не позволяло придавать им наиболее рациональные формы, полки имели небольшую ширину, а стенка - значительную толщину.
Такой тип был не рационален с позиции использования металла. В балке, работающей на изгиб, наиболее напряжённая зона - полка. Стенка нагружена в меньшей степени. Следует основную массу металла иметь в полках, а в стенках - меньшую долю. Сварка открыла возможность создания рациональных коробчатых профилей. В настоящее время положение изменилось. Балки прокатываются с широкими полками с параллельными кромками, что облегчает взаимное сопряжение балок во взаимно перпендикулярных направлениях.