Расчет подкрановой балки.
Рассчитать подкрановую балку крайнего ряда пролетом 6 м под два мостовых краны режима работы 5К| (средний) грузоподъемностью Q=32/5т с гибким подвесом груза. Пролет цеха 24 м. Материал балки сталь С255 с Rу=240 МПа .
Нагрузка на
подкрановую балку. За дополнением 1 для
крана Q=32/5 т наибольшие вертикальные
усилия на колесо
;
масса тележки GT=8.7
т; масса крана GT=35
т |тип
кранового рельса КР 70.
Расчетные значения вертикальных и горизонтальных усилий на колесо крана определяем по формулам
где,
– коэффициент динамической;
- коэффициент надежности по назначению;
- коэффициент надежности по нагрузке;
– коэффициент сочетания;
- максимальноэ нормативное давление
катка крана;
- для кранов с гибким подвесом груза;
- соответственно вес тележки и
грузоподйомность крана.
Схема крановой нагрузки.
Определение расчетных условий. Для определения максимальных значений изгибаемых моментов от вертикальных и горизонтальных нагрузок расположим подвижные грузы в соответствии с теорией Винклера.
Положение равнодействующей системы подвижных грузов определяется координатой «х», отсчитываемой относительно первого колеса слева, по формуле:
Расстояние от
критического груза к равнодействующей
Проверка правильности установки грузов по неравенствам
Следовательно, принята установка грузов на балке является расчетной.
Для определения моментов определим ординаты линии влияния под грузами:
Расчетный момент, который изгибает, от вертикальной нагрузки
Расчетный изгибаемый момент от сил поперечного торможения:
Для определения максимальной поперечной силы загружаем линию влияния поперечной силы на опоре. Расчетные значения вертикальной и горизонтальной сил определяем по формулам:
Схема расположения грузов и линия влияния давления от опирания.
Подбор сечения балки. Подкрановую балку проектируем составного несимметричного двутаврового сечения с расширенным верхним поясом и тормозной балкой из швеллера № 18 (считаем, что тормозная конструкция крепится к промежуточной стойке фахверка) и прокатного листа толщиной 6 мм
Определяем минимальную высоту балки:
Определяем
оптимальную высоту балки, принимая
коэффициент асимметрии
,
где толщину стенки балки предварительно
назначаем по эмпиричной формуле.
Назначаем высоту
стенки
,
два пояса –
.
Предварительная высота балки
Проверяем стенку балки на срез:
Принимаем
окончательно толщину стенки
.
Определяем необходимую площадь
поперечного сечения балки и площади
верхнего и нижнего поясов балки
Площадь поперечного сечения балки:
Площадь сечения верхнего пояса:
Площадь нижнего пояса:
Компонуем сечение балки с учетом толщин и ширины листов сортамента толстолистовой и универсальной стали.
Верхний пояс
Нижний пояс
Стенка балки
Проверим местную стойкость неподкрепленного свеса сжатого пояса балки.
Положение центра тяжести сечения
Определяем геометрические характеристики сечения, учитывая ослабление верхнего пояса отверстиями для крепления кранового рельса при подсчете Iхп. Разбивка отверстий выполняется в разбег, чтобы в пролете балки в пересечении попадало только одно отверстие.
Поперечное сечение балки.
Момент сопротивления для верхнего и нижнего поясов балки:
Момент инерции сечения относительно оси y1-y1 c учетом ослабления верхнего пояса балки отверстием диаметром d=25 mm.
100+425-
408.6=116.4
мм=11.64 см
Момент сопротивления в точке "а", где суммируются напряжения от вертикальных и горизонтальных усилий:
Нормальные напряжения в верхнем поясе балки в точке "а", по формуле:
Нормальные напряжения в нижнем поясе по формуле:
Недонапряжение в верхнем поясе балки в точке "а"
В нижнем поясе балки
Далее необходимо определить наибольший катет сваренного шва соединения верхнего пояса балки со стенкой.
T – усилие которое смещает, в поясе на единицу длинны, вызванное силой
,
V – давление от сосредоточенного груза (колеса) на единицу длины:
– условная длина
распределения нагрузки:
– сумма собственных
моментов инерции пояса балки и кранового
рельса
Принимаем
.