Расчет и проектирование сварной балки двутаврового сечения, опирание сверху через торцевое ребро

Содержание

Введение

Глава 1. Нормативно-технические основы проектирования сварных балочных конструкций в РФ

1.1. Состояние и перспективы развития производства стальных конструкций в отечественном машиностроении

1.2. Стандартизация сталей строительного назначения и требования ГОСТ 27772-2021 к прокату

1.3. Нормативные требования ФЗ № 116-ФЗ к несущим конструкциям промышленных зданий

Глава 2. Прочностной расчет и конструктивное оформление двутавра пролетом 6 метров

2.1. Определение расчетных параметров и подбор сечения из стали Вст3сп при ограничении прогиба

2.2. Расчет устойчивости стенки и проектирование системы ребер жесткости

2.3. Конструирование узла опирания через торцевое ребро и расчет сварных соединений

Глава 3. Технология изготовления и контроль качества сварной балки

3.1. Выбор режимов автоматической сварки под слоем флюса и обоснование сварочных материалов

3.2. Разработка технологической карты сборки и сварки двутаврового сечения

3.3. Система обеспечения качества и методы дефектоскопии по ГОСТ Р ИСО 17640

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет и проектирование сварной балки двутаврового сечения, опирание сверху через торцевое ребро, пролет 6 м., нормативная равномерно распределенная нагрузка 35 кН/м, выполненная из стали марки Вст3сп

ВВЕДЕНИЕ

Проектирование и расчет сварных металлоконструкций является одним из ключевых направлений современного отечественного машиностроения и строительной индустрии, обеспечивающим создание надежных и экономически эффективных несущих элементов промышленных зданий, складских комплексов, транспортной инфраструктуры. В условиях реализации программы импортозамещения и технологического суверенитета Российской Федерации особую актуальность приобретает совершенствование методов расчета и конструирования сварных балочных систем из отечественных конструкционных сталей с применением современных сварочных технологий. Сварные двутавровые балки, широко используемые в несущих конструкциях пролетных сооружений, обладают высокой материалоемкостью и требуют точного инженерного расчета для обеспечения прочности, жесткости и устойчивости элементов при минимальном расходе металла.

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется наличием фундаментальных трудов в области строительной механики, сопротивления материалов и сварочного производства, выполненных в МГТУ им. Н.Э. Баумана, НИТУ МИСиС, ЦНИИ проектстальконструкция им. Мельникова, однако вопросы оптимизации конструктивных решений сварных балок из углеродистых сталей обыкновенного качества применительно к конкретным условиям эксплуатации требуют дальнейшей проработки с учетом действующей нормативной базы РФ.

Цель курсовой работы — выполнить прочностной и конструктивный расчет сварной балки двутаврового сечения пролетом 6 метров под нормативную равномерно распределенную нагрузку 35 кН/м из стали марки Вст3сп с узлом опирания через торцевое ребро.

Задачи курсовой работы:

• изучить нормативно-техническую базу проектирования стальных сварных конструкций в Российской Федерации;
• выполнить подбор оптимального сечения двутавровой балки с учетом требований по прочности и жесткости;
• произвести расчет устойчивости стенки и разработать систему поперечных ребер жесткости;
• спроектировать узел опирания балки через торцевое ребро и выполнить расчет сварных соединений;
• разработать технологическую карту изготовления сварной балки с обоснованием режимов сварки и методов контроля качества.

Объект исследования — сварная балка двутаврового сечения из стали Вст3сп, применяемая в качестве несущего элемента перекрытий промышленных зданий.

Предмет исследования — методы прочностного расчета, конструирования и технологии изготовления сварных балочных конструкций.

Методологическая база исследования включает теоретические основы строительной механики стержневых систем, сопротивления материалов, металлургии сварочных процессов; расчетные методы согласно СП 16.13330.2017, ГОСТ Р 52857-2007; экспериментальные методы определения механических свойств по ГОСТ 1497; нормативную базу ГОСТ 27772-2021, ГОСТ 380, ГОСТ 5264, РД 03-615-03.

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к проектированию сварной балки с учетом современных требований промышленной безопасности и технологических возможностей отечественного сварочного производства.

Теоретическая значимость состоит в систематизации методов расчета сварных двутавровых балок применительно к действующим нормативным документам РФ.

Практическая значимость заключается в разработке конструктивно-технологических решений, применимых на предприятиях металлоконструкций для повышения качества и снижения трудоемкости изготовления сварных балок.

Структура работы: введение, три главы, заключение, список использованной литературы.

ГЛАВА 1. НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРНЫХ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В РФ

1.1. Состояние и перспективы развития производства стальных конструкций в отечественном машиностроении

Производство стальных строительных конструкций в Российской Федерации является одной из базовых отраслей металлургического комплекса и машиностроения, обеспечивающей потребности капитального строительства промышленных объектов, транспортной инфраструктуры, энергетических сооружений и гражданского строительства. История развития отечественного производства металлоконструкций связана с индустриализацией 1930-х годов, когда были заложены основы проектирования и изготовления клепаных и сварных конструкций для промышленных зданий металлургических, машиностроительных и химических предприятий. В послевоенный период активное развитие получили технологии автоматической и полуавтоматической сварки, что позволило перейти от клепаных к более прогрессивным сварным конструкциям, обладающим меньшей массой и трудоемкостью изготовления [1, c. 15].

Современное состояние отрасли характеризуется наличием развитой производственной базы на предприятиях АО «Газпром газораспределение», ПАО «Северсталь-метиз», АО «ОМК», АО «Выксунский металлургический завод», специализирующихся на изготовлении широкого спектра металлоконструкций — от легких ферм покрытий до тяжелых балочных клеток прокатных станов и мостовых пролетных строений. Объем производства стальных строительных конструкций в РФ в 2023 году составил около 3,2 млн тонн, что на 12% превышает показатель 2020 года, что свидетельствует о восстановлении спроса на фоне реализации инфраструктурных проектов и программ модернизации производственных мощностей промышленных предприятий [2, c. 22].

Государственная политика в сфере развития металлургической промышленности и производства металлоконструкций регламентируется Стратегией развития металлургической промышленности России до 2030 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ, которая предусматривает увеличение глубины переработки металлопродукции, повышение доли высокотехнологичных видов металлоконструкций с применением сталей повышенной прочности и коррозионной стойкости, а также внедрение цифровых техн

…