2. Расчёт подкрановой балки

Данные для расчета

Грузоподъёмность, т 50

Количество кранов, одновременно воздействующих на балку 1

Пролёт подкрановой балки, м 12

Нормативная подвижная нагрузка, кН 470

База крана, мм 5600

Режим работы крана Т

Тип кранового рельса КР-80

Материал балки 09Г2.

2.1 Определение расчётных нагрузок, действующих на балку

Балки, применяемые в конструкциях перекрытий различных зданий и сооружений, воспринимают вертикальные сосредоточенные и распределенные нагрузки.

Нормативные нагрузки на колёса крана указаны в стандартах на краны (ГОСТ 25711–83 и ГОСТ 6711–81).

Определяем расчётное значение вертикальной нагрузки, действующей на колесо крана, определяется по формуле, кН

,

где F_н – нормативная нагрузка на одно колесо крана;

λ_f – коэффициент надёжности по нагрузке;

К_g – коэффициент динамичности;

n_c – коэффициент сочетания

Расчётная горизонтальная нагрузка на колесо крана, вызываемая торможением тележки для кранов с гибким подвесом груза, определяется по формуле, кН.

,

где Q_кр – грузоподъёмность крана;

g – сила тяжести тележки (при отсутствии значения g его можно принимать равным 0,3Q_кр);

n – число колёс на одной стороне моста крана

3. Компановка и подбор сечения сварных балок

Для определения наибольших изгибающих моментов в балке от вертикальных и горизонтальных нагрузок устанавливаем кран в невыгодное положение.

Определяем реакции опор по формулам, кН

Определим поперечные силы по формулам, кН

Определяем изгибающие моменты по формулам, кН∙м

Для определения максимальной поперечной силы один из грузов устанавливаем над опорой, а остальные располагаем как можно ближе к ней.

Определяем реакции опор по формулам, кН

Определяем поперечные силы по формулам, кН

Определяем изгибающие моменты по формулам, кН∙м

Расчётные значения моментов и поперечных сил с учётом силы тяжести самой балки и временной нагрузки на тормозной балке будут равны:

в пролёте по формулам

на опоре по формуле

3. Определение высоты балки и выбор типа её сечения

Высота балки определяется из условия требуемой жёсткости и условия получения наименьшей её массы.

Из условия обеспечения жёсткости наименьшая высота балки определяется по формуле, м

,

где R – расчётное сопротивление стали;

l – пролёт балки;

Е – модуль упругости материала;

f – максимальный прогиб балки

Определяем толщину стенки по формуле, мм

Принимаем толщину стенки t_ст=12 мм

Определяем оптимальную высоту балки из условия её наименьшей массы по формуле, м

,

где М – расчётный изгибающий момент балки;

m – коэффициент условий работы

Принимаем окончательно высоту балки h=1600 мм и толщину стенки t_ст=12 мм.

Проверяем стенку балки на срез по формуле, мм

Следовательно, принятая толщина стенки t_ст=12 мм удовлетворяет условиям её работы на срез.

2.4 Подбор сечения балки

Определяем требуемый момент сопротивления балки по формуле, м³

Определяем требуемый момент инерции сечения балки по формуле, м⁴

Определяем момент инерции стенки балки по формуле, м⁴

,

где h_ст – высота стенки балки h_cт=0,95∙h

Определяем момент инерции двух поясов по формуле, м⁴

Определяем требуемую площадь сечения одного пояса по формуле, мм²

,

где h₁ – расстояние между центрами тяжести поясов, которое принимается равным

h₁=(0,95 – 0,98)∙h

Принимаем сечение пояса 180х20 мм, площадь которого А_п=2110 мм²

Определяем величину свободного свеса пояса по формуле, мм

Проверяем условие обеспечения местной устойчивости сжатого верхнего пояса по формуле