31. Сплошные подкрановые балки: проверка прочности и выносливости.

Проверка прочности подкрановых балок. Под действием вертикаль­ных и горизонтальных крановых нагрузок подкрановая балка и тор­мозная конструкция работают как единый тонкостенный стержень на ко­сой изгиб с кручением (рис. 15.11, а), и нормальные напряжения в та­кой балке можно определить по формуле

Так как линия действия усилий проходит вблизи центра изгиба, влияние кручения невелико, поэтому при расчете балок используется приближенный подход. Условно принимается, что вертикальная нагруз­ка воспринимается только сечением подкрановой балки (без учета тор­мозной конструкции), а горизонтальная — только тормозной балкой, в состав сечения которой входят верхний пояс подкрановой балки, тор­мозной лист и окаймляющий его элемент (или верхний пояс смежной подкрановой балки). Таким образом, верхний пояс балки работает как навертикальную, так и на горизонтальную нагрузку, и максимальные напряжения в точке А (рис. 15.11,б) можно определить по формуле

Если тормозная конструкция выполнена в виде фермы, то верхний пояс балки помимо напряжения от изгиба в вертикальной плоскости воспринимает осевое усилие (h_T — высота тормозной фер­мы) от работы его в составе фермы и местный момент (d — расстояние между узлами тормозной фермы, см. рис. 15.9) от вне-узлового приложения силы Т_к (коэффициент 0,9 учитывает неразрезность пояса в узлах).

Устойчивость верхнего пояса из плоскости балки можно проверить по приближенной формуле

Если сечение пояса сильно ослаблено отверстиями, то решающей будет проверка прочности, выполняемая по формуле (15.8).

Прочность стенки на действие максимальных местных напряжений проверяют по формуле

Здесь - расчетная нагрузка на колесе без учета динамичности; - коэффициент увеличения нагрузки на колесе, учитывающий возможное перераспределение усилий между колесами и динамический характер нагрузки, принимается равным: 1,6 – при кранах с жестким подвесом груза, 1,4 – при кранах особого режима работы с гибким подвесом груза, 1,1 – при прочих кранах; - толщина стенки; - условная (расчетная) длина распределения усилий зависит от жесткости пояса, рельса и сопряжения пояса со стенкой и определяется по формуле: ,

где с- коэффициент, учитывающий степень податливости сопряжения пояса, для сварных балок с=3,25 , клепанных – 3,75; – сумма собственных моментов инерции пояса и кранового рельса или общий момент инерции в случае приварки рельса швами, обеспечивающими совместную работу рельса и пояса.

Стенку подкрановой балки следует проверить также на совместное действие нормальных, касательных и местных на­пряжений на уровне верхних поясных швов по формуле

(15.11)

где  - коэффициент, равный 1,15 при расчете разрезных балок и 1,3 – при расчете на опорах неразрезных балок.

Внецентренное расположение рельса на балке, а также воздействие горизонтальной поперечной силы, приложенной к головке рельса, приводит к возникновению местного крутящего момента, приложенного к верхнему поясу балки и вызывающего дополнительные напряжения от изгиба в стенке :

(15.12)

где

где е – условный эксцентриситет рельса, принимаемый равным 15мм; - высота рельса; коэффициент 0,75 учитывает большую длину распределения крутящего момента от силы по длине балки, чем от силы .