10.5. Перевірка жорсткості балки

В результаті роботи чотириколісного візка прогин балки при різних тисках на ходові колеса (F_t1>F_t2), визначається:

,

де,

E_S - модуль пружності сталі, E_S=2,06 · 10⁵ МПа.

Припускаючи F_t1=F_t2, отримую =1.

(см)

Гранично допустимий прогин (Додаток 13).

(см)

- жорсткість балки забезпечена.

10.6. Підбір перерізу балки на опорі

Висота стінки балки на опорі: (рис. 10.6)

(мм)

Моменти інерції перерізу:

(см⁴).

Статичний момент перетину:

(см³)

Статичний момент половини перерізу на опорі:

(см³)

Міцність стику на зріз:

кН/см²

кН/см²

Міцність стику на зріз забезпечено.

10. 7. Конструювання балки і перевірка місцевої стійкості

Умовна гнучкість стінки:

Оскільки що >6 і <8, то балку необхідно посилювати поперечними і поздовжніми ребрами жорсткості. Поперечні ребра жорсткості - «великі» і «малі» діафрагми, поздовжні - прокатні або гнуті профілі.

Приймаю:

- висоту «великий» діафрагми:

(см);

- висоту «малої» діафрагми:

(см);

- крок великих діафрагм:

(см)=260(см);

- крок малих діафрагм:

(см);

де _с - коефіцієнт умови роботи=0,8;

W_p - момент опору рейки Р43 кранового візка для кранів вантажопідйомністю 5÷50 т W_p=208,3(см³)

Товщина діафрагми:

де b_p - ширина підошви рейки Р43=11,4(см),

R_S,P - розрахунковий опір сталі діафрагм на зминання,

(кН/см²);

(см).

Приймаю товщину діафрагм=5мм.

Стінку зміцнюю поздовжнім ребром жорсткості,яке встановлюю з кожного боку балки на відстані (см).

Необхідний момент інерції перерізу поздовжнього ребра:

(см⁴).

Попередньо приймаю швелер № 10 (сортамент), у якого:

(см⁴),

см - координата центру ваги,

А=10,9(см²),

B=4,6см - ширина полки.

Момент інерції ребра щодо осі, що проходить через площину з'єднання ребра зі стінкою:

(см⁴)

- умова виконується, місцева стійкість стінки забезпечена.

У разі невиконання останньої умови, необхідно взяти швелер більшого розміру і обчислення повторити.

Місцева стійкість стиснутого пояса балки.

Відстань у світлі між стінками балки повинно бути менше d₀, де

(см).

В даному випадку відстань між стінками балки 408мм<d₀=921мм - умова забезпечена.

Для конструювання балки необхідно призначити геометричні розміри кінцевої балки.

Висота перерізу кінцевий балки=700мм. (дорівнює h₀ головної балки)

Ширина перерізу кінцевий балки:

(мм)

де: С₁ і С₂ - Додаток 14,

t_W,k - товщина листа стінки кінцевий балки, прийнята умовно 8мм,

b_W,k - звис верхнього пояса балки, прийнятий умовно - 14мм.

Відстань від осі ходових коліс до торця головної балки:

(см)

Фактична довжина головної балки:

(м)

П риймаю крок «великих» діафрагм aW₁=260см, «малих» - 130см. Схема розстановки діафрагм по довжині балки показана на рис. 10.7.

З урахуванням можливості виготовлення балки з окремих секцій довжиною до 11 метрів, проектую балку з двох складальних елементів зі стиком в середині прольоту.

Фактична довжина кожного елемента – 10,75м.

Рис. 10.7. Геометрична схема балки і розстановка діафрагм і ребер жорсткості.

1 - заводський стик

2 - «мала» діафрагма

3 - «велика» діафрагма

Література

1. Богинский К.С. и др. мостовые и металлургические краны, М. Машиностроение, 1970, 300 с.

2. Вериженко Е.П., Лившиц Я.Д. «Статика сооружений». М., Высшая школа, 1965.

3. Иванченко Ф.К. Конструкция и расчет подъемно-транспортных машин. – К. Вища школа, Головное изд-во, 1983. – 351 с.. -

4. Кубланов Н.П. Статика споруд і металеві конструкції. – К. Державне видавництво літератури з будівництва і архітектури УРСР, 1959. – 290 с.

5. методичні вказівки та завдання до курсового проектування з дисціпліни “Основи будівельної справи та металеві конструкції для студентів спеціальності 17.03/Укл.: В.В.Гомон. – Дніпропетровськ: ДМетІ, 1993. – 63 с.

6. СНиП 2.01.07-85. нагрузки и воздействия/Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. – 36 с.

7. Справочник по кранам: в 2 т. т.1. Характеристики материалов и нагрузки. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций. / В.И. Браще и др.; Под общ. ред. М.М. Гохберга. – Л.: Машиностроение, 1988. – 536 с.: ил.

8. Справочник по кранам в 2 т. т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы их детали и узлы. / М.П. Александров и др.; под общ. ред. М.М. Гохберга. – Л.: Машиностроение, 1988. – 559 с.: ил.

9. Стрелецкий Н.С. и др. Металлические конструкции. – М.: Госуд. Изд-во литер. По стр-ву, архитектуре и строит. Материалам. 1961. – 776 с.: ил.

Додаток 1

Варіанти завдань

Перша цифра	Друга цифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1
2							15 20	15/3 20	50/10 20
3							15 23	15/3 32	50/10 23
4							15 26	20/5 17	50/10 26
5							15 29	20/5 20	50/10 29
6							15 32	20/5 23	50/10 32
7							15/3 17	20/5 26	5 14
8							15/3 20	20/5 29	5 16
9							15/3 23	20/5 32	10 14
10		__	__	__	__	__	__	__	__	__

Примітки:

1. Цифра в чисельнику - вантажопідйомність крана (т).

2. Цифра в знаменнику - проліт крана (м).

3. З навчальною метою прольоти кранів частково змінені.

4. Варіант 99 - для прикладу розрахунку.

5. Режим роботи кранів - середній.

6. По першій цифрі завдання - марка сталі (Додаток 2).

Додаток 2

Нормативний і розрахунковий опір сталі

№ п/п	Марка сталі	ТУ	Вид прока та	Товщина проката*, мм	Опір, Мпа
					нормативний		розрахунковий
					Ry,n	Ru,n	Ry	Ru
1	ВСт3кп2-1	ТУ 14-1-3023-80	лист	4-10	225	355	220	345
2	ВСт3кп2-1	ТУ 14-1-3023-80	Лист	11-20	215	345	210	335
3	ВСт3пс6-1	ТУ 14-1-3023-80	Лист	4-10	235	365	230	355
4	ВСт3пс6-1	ТУ 14-1-3023-80	Лист	11-20	235	355	230	345
5	ВСт3сп5-1	ТУ 14-1-3023-80	Лист	4-10	245	365	240	355
6	ВСт3сп5-1	ТУ 14-1-3023-80	Лист	11-20	235	365	230	355
7	ВСт3кп2-1	ТУ 14-1-3023-80	Фасон	4-10	235	365	230	355
8	ВСт3кп2-1	ТУ 14-1-3023-80	Фасон	11-20	225	355	220	345
9	ВСт3сп5-1	ТУ 14-1-3023-80	Фасон	4-10	255	380	250	370
10	ВСт3сп5-1	ТУ 14-1-3023-80	Фасон	11-20	245	370	240	360

Примітки:

*- за товщину фасонного прокату прийнята товщина полиці.

Додаток 3.