Компонуються пояси балки

Рис. 1 – Вікно контролю над таблицею БД «Клієнти».

Рис. 2 – Вікно контролю над таблицею БД «Вчителі».

Рис. 3 – Вікно контролю над таблицею БД «Транспорт».

Рис. 4 – Вікно додавання/видалення даних в таблицях БД «Клієнти», «Вчителі», «Транспорт».

Рис. 5 – Вікна звітів таблиць БД «Транспорт», «Клієнти», «Вчителі».

Рис. 6 – Вікно інформації про розробника.

Рис. 7 – Вікно довідки програми.

Додаток 3. Схеми проекту

 

Рис. 8 – Функціональна діяльність проектованої системи(IDEF0).

 

Рис. 9 – Діаграма потоків даних проектованої системи (DFD).

 

Рис. 10 – Діаграма варіантів використання проектованої системи.

 

Рис. 11 – Логічна модель бази даних проектованої системи в ERwin.

Рис. 12 – Вікно генерованого коду бази даних в ERwin.

 

Рис.4

а – розрахункова схема;

б, в – епюри згинальних моментів і поперечних сил

4. Визначається потрібний момент опору перерізу балки.

(2)

5. Визначається висота балки. Однією із найважливіших задач при підборі перерізу складеної балки є встановлення раціональної висоти балки – h, яка є головним розміром перерізу. Як правило, висота складених балок h=(1/8…1/12)l, хоча можуть бути і відступи як в меншу, так і в більшу сторону.

Висоту балки h встановлюють виходячи з трьох умов:

а) найменшого розходу металу - ,

б) потрібної жорсткості балки - ,

в) обмеженої будівельної висоти конструкції перекриття -

Під будівельною висотою приймають різницю відміток верха настилу та верха габариту перекриваємого приміщення. Вона залежить від функціонального процесу, для здійснення якого призначена будівля або спорудження. Звичайно будівельна висота задається в технологічній або архітектурній частині проекту.

Мінімальна висота рівномірно навантаженої балки - , яка забезпечує потрібної жорсткість при повному використанні її несучої спроможності визначається по формулі

, (3)

де - розрахунковий опір основного металу по межі текучості

Е – модуль пружності першого роду

- для вуглецевих сталей

- для легованих сталей

- відносний нормативний прогин балки визначається по таблиці 40 СНиП ІІ 23-81 залежно від призначення балки;

- сумарне нормативне рівномірно-розподілене навантаження діюче на балку;

- сумарне розрахункове рівномірно розподілене навантаження діюче на балку

Оптимальна висота балки , при якої матеріал використовується найбільш економічно. Приблизно можна враховувати, що оптимальною висотою балки буде така, при якої маса стінки дорівнюється масі двох поясів, або площа перерізу стінки рівна площі перерізу двох поясів.

Оптимальна висота балки визначається по формулі:

 

(4)

де k – коефіцієнт, який залежить від конструктивного оформлення балок. При постійному перерізі його приймають рівним 1,1...1,15

В питанні економічності балки велике значення має відношення висоти балки (h) до товщини стінки балки () - : чим більше , тим вигідніший переріз. В реальних умовах це відношення обмежується необхідністю забезпечити міцність та стійкість стінки, а також рядом інших факторів. Тому звичайно, змінюючи у формулі (4) товщину стінки, досягають такої оптимальної висоти балки, при якої витримується встановлені практикою проектування співвідношення (див. Табл. 1)

Таблиця 1

Рекомендовані співвідношення висоти балки h до товщини

стінки

h, м		1,5
, мм	8...10	10...12	12...14	16...18	20...22	22...24
	100...125	125...150	145...165	165...185	185...200	210...230

 

Примітка: Менші значення відношення в кожному діапазоні характерні для сталей повишенної міцності, більші – для сталей звичайної міцності. Остаточно приймається висота близька до оптимальної, але не менше мінімальної. Крім того балка повинна вписуватися в будівельну висоту конструкції перекриття, якщо вона задана. Тобто з двох розрахункових висот та для балки завжди приймаємо більшу та з метою уніфікації конструкцій висота балки повинна бути кратної 100 мм. Якщо , то корисно h приймати по занизив h на 10...15%. Це практично не веде до завищення площі перерізу балки, але підвищує стійкість стінки та знижує кількість необхідних ребер жорсткості. Трудомісткість виготовлення балки знижується.

Висновок:

 

6. Визначається товщина та висота стінки балки.

Щоб визначити оптимальну висоту необхідно раніше знати товщину стінки балки , яка зростає при збільшенні висоти перерізу. Вона може бути попередньо визначена по емпіричній формулі

[мм] (5)

Товщину стінки балки встановлюють з двох умов:

а) забезпечення міцності стінки на зріз по дотичним напруженням,

б) забезпечення місцевої стійкості стінки.

Товщина стінки з умов міцності на зріз визначається по формулі:

(6)

Для забезпечення місцевої стійкості стінки без укріплення подовженими ребрами жорсткості в балках висотою до 2м повинно використовуватися співів відношення:

(7)

В більш високих балках економічно доцільно мати тонку стінку (до 1/200...1/250 висоти)та її додаткове укріплення подовженими ребрами стає необхідним, якщо до балки не пред’являються інші розрахункові вимоги.

Товщина стінки також повинна бути погоджена з ГОСТами на товстолистову та універсальну прокатну сталь. Звичайно приймають товщину стінки мм (рідко 6 мм)з градацією 2 мм. Якщо товщина стінки мм, вона може мати непарне значення.

Таким чином товщина стінки повинна бути ; ; ; ; ; .

Висновки: накреслити переріз балки та проставити усі розміри

 

Компонуються пояси балки

Товщину поясних листів звичайно призначають в межах від 8мм до 40мм, але не менше однієї товщини стінки балки . Крім того, для уникнення великих напружень, що збігаються при зварюванні рекомендується дотримуватися співвідношення

Використання листів із сталі марки ВСт3 товщиною більше 40мм та із низьколегованої сталі товщиною більше 32мм невигідно із-за зниженої межі текучості та знижених розрахункових опорів.

Ширина поясних листів призначається в межах з умов загальної стійкості балки. З технологічних міркувань (для зручності автоматичного зварювання) ширина поясу балки повинна бути не менше 180мм. А для попередження нерівномірного розподілення нормальних напружень (падіння на краях та підвищення посередині) ширину балки рекомендується призначати не більше 600мм.

 

1.2 ОСТАТОЧНА ПЕРЕВІРКА БАЛКИ НА МІЦНІСТЬ ТА ЖОРСТКІСТЬ

Оскільки попередній підбір перерізу зварної балки виконують по приблизним формулам, орієнтовним значенням розрахункових опорів перерізу та без врахування особистої ваги, необхідно остаточно перевірити його на міцність, жорсткість та стійкість. Розрахунки на міцність та жорсткість виконуються у такій послідовності:

1. По призначеним розмірам поперечного перерізу балки розраховуються фактичні геометричні його характеристики:

А – площа перерізу балки;

- статичний момент площі половини перерізу;

- момент інерції площі всього перерізу;

- момент опору перерізу відносно нейтральної вісі.

 

2. Визначається вага 1м довжини балки, яка підсумовується з раніше підрахованим навантаженням та уточнюються розрахункові зусилля , .

3. Перевіряється міцність балки по нормальним напруженням

, (8)

з врахуванням пластичних деформацій

. (9)

4. Перевіряється міцність балки по дотичним напруженням

(10)

Опорні перерізи балок розраховуються з врахуванням розвитку пластичних деформацій та перевіряються по середнім дотичним напруженням

(11)

Висновок:

 

5. По правилам опору матеріалів визначається максимальний прогин балки від нормативних навантажень та перевіряється її на жорсткість

(12)

В процесі остаточного розрахунку розміри поперечного перерізу балки можуть коректуватися. Переріз вважається підібраним вірно, якщо він задовольняє переліченим умовам міцності та жорсткості, а запас міцності по нормальним напруженням не перевищує 5%

 

1.3 РОЗРАХУНОК З'ЄДНАННЯ ПОЯСІВ ЗІ СТІНКОЮ

З'єднання поясів зі стінкою в зварних балках здійснюється за допомогою зварних швів.

Якщо би пояс та стінка не були з'єднанні один з одним, то при згинанні вони зсувались би один відносно одного. З'єднання поясів зі стінкою ліквідує можливість такої деформації. Однак в з’єднанні, в такому випадку, виникають дотичні напруження уздовж вісі балки (див.Мал.5).

Мал..5 Розрахунок поясних швів:

а – зсув незакріплених поясів, б, в – робота поясних швів,

г – переріз шва

Найбільші значення дотичні напруження будуть мати на опорі, де буде максимальна поперечна сила Q. Поясні шви на зварних балках звичайно виконують суцільними та одного катету, що в значній мірі обумовлено можливістю використання автоматичного зварювання.

При розрахунках поясних швів, які виконуються у вигляді таврового з'єднання з кутовими швами та які працюють на зріз, визначається величина катету по формулі

(13)

Висновок: