- •1. КОМПОНОВКА КАРКАСА ЗДАНИЯ
- •1.1. Состав каркаса
- •1.2. Компоновка однопролетной поперечной рамы
- •1.3. Связи
- •2.3. Подбор поперечного сечения подкрановой балки
- •2.5. Определение геометрических характеристик
- •2.6. Проверки прочности сечения
- •2.7. Проверки устойчивости подкрановой балки
- •2.8. Расчет опорного ребра подкрановой балки
- •3. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ЦЕХА
- •3.2. Статический расчет поперечной рамы на ЭВМ
- •3.3. Определение расчетных усилий в сечениях рамы
- •4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОЛОННЫ
- •4.1. Определение расчетных длин
- •4.2. Подбор сечения нижней части колонны
- •4.3. Расчет базы колонны
- •5.1. Сбор нагрузок на ферму
- •5.2. Определение усилий в стержнях ферм
- •5.3. Конструирование фермы и подбор сечений стержней
- •5.4. Конструирование и расчет узлов фермы
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Таблица 1
Коэффициент собственного веса подкрановой конструкции
|
Пролет |
балки |
|
Коэффициент |
|
|
|
При вычислении Mmax |
При вычислении Qmax |
|
|||
С |
|
|
|
|
||
|
6 |
м |
1,03 |
|
1,02 |
|
|
12 м |
1,05 |
|
1,04 |
|
|
|
2.3. Подбор поперечного сечения подкрановой балки |
|||||
балки |
tcm |
|||||
|
Подбор сечен я начинается с определения высоты подкрановой |
|||||
|
з услов я прочности (оптимальная высота) и условия жестко- |
сти (м н мальная высота).
Опт мальная высота алки из условия прочности, см: |
|||||||
б |
|
, |
|||||
h |
|
к |
|
W тр |
, |
|
|
|
|
х |
|
||||
|
опт |
|
|
|
|
|
|
М н мальная высота алки из условия жесткости, см: |
|||||||
А |
|||||||
h |
|
|
5 |
|
Rylбn0 |
|
|
min |
|
24 |
E fср |
|
|||
где к – коэффициент для сварной балки, к = 1,2 [4, п. 2.5]; Wхтр – тре- |
|||||||
буемый момент сопротивления, см3: |
|
|
|||||
W тр |
M в |
; |
|
||||
|
max |
|
|||||
|
|
х |
|
|
Ry c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tст – толщина стенки по эмпирической формуле, мм: |
|||||||
0 |
|
( 7 3h |
) |
И |
|||
t |
cт |
|
|||||
|
|
Дб , |
где hб – ориентировочная высота подкрановой балки, м; с = 0,9 – ко-
эффициент, учитывающий влияние тормозного усилия тележки крана; Ry – расчетное сопротивление стали; lб – пролет подкрановой балки;
n – величина, обратная предельному значению относительного прогиба подкрановой конструкции [1, табл. 40*]; fср 1,1 – осредненный
коэффициент надежности по нагрузке; Е – модуль упругости стали. Из двух значений высоты балки hmin , hопт выбирается большее
и принимается в соответствии с ГОСТом на листовую сталь.
12
Поперечное сечение подкрановой балки принимается с уширенным верхним поясом.
Размеры сечения должны удовлетворять требованиям:
1) Aвп 0,55Aст |
5) внп 0,9ввп; |
Aнп 0,45Aст |
; |
2) tn |
14...40 мм; |
6) tст tп 3tст; |
||||||
С |
|
в |
вп 0,5 |
E |
||||
3) ввп |
180 мм |
; |
7) |
|
|
, |
||
|
|
|
|
|
tn |
Rу |
||
|
1 |
1 |
|
|
[1, табл. 30]. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
ив ( ... )h ; |
|
|
|
|
||||
4) вн |
3 |
5 |
ст |
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|||
|
2.4. Под ор поперечного сечения тормозной балки |
|||||||
|
Тормозная балка состоит из горизонтального листа рифленой |
|||||||
прокатной стали толщиной 6 мм, швеллера № 14 или № 16 и верхнего |
||||||||
|
|
|
А |
|||||
поясного листа подкрановой балки (рис. 4). Ширина горизонтального |
||||||||
листа тормозной балки ориентировочно должна быть равна: |
||||||||
|
|
|
bгл ≤ m 0,5bвп – 60 + 30, |
|
|
|||
|
|
|
|
Д |
||||
где 60 мм – необходимый зазор между стеновыми панелями и тор- |
||||||||
мозной балкой; |
30 мм – |
величина нахлеста горизонтального листа на |
верхний пояс балки; m – высота сечения подкрановойИчасти колонны.
Ширину горизонтального листа принять по ГОСТам. Соединение деталей тормозной балки осуществляется на сварке.
13
2.5. Определение геометрических характеристик
Положение центра тяжести подкрановой балки:
С |
|
yцтб |
|
( ввп внп |
)tn ( hст tn |
|
) |
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 в |
|
в |
t |
|
|
h |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вп |
|
|
нп |
|
п |
|
|
|
ст ст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Положение вертикальной оси тормозной балки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
хцттб |
|
вглtгл 0,5(вгл ввп ) 3см Аш (вгл |
0,5ввп 1,5см) , |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
сечения |
|
Аш вглtгл ввпtn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
где Аш – площадь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
швеллера, см , по ГОСТ 8240-93. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
По полученным значениям в соответствии с рис. 4 определяются |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
расстоян |
я: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ха; хd; уа; ус; хгл . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Момент |
|
|
нерц |
|
|
подкрановой балки относительно оси хб : |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
I в t ( y |
|
|
t |
|
) |
2 |
в t ( y |
|
|
t |
|
|
) |
2 |
|
|
t |
|
|
h3 |
t h у |
2 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
ст ст |
|
|
|
cт ст цтб . |
|||||
хб |
бвп n a нп n c |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Момент инерции тормозной балки относительно оси утб : |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I |
утб |
I |
yш |
A ( x z )2 |
tглвгл3 |
t в х2 |
|
tnввп3 |
в t х2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ш |
|
d |
|
|
0 |
|
|
|
12 |
|
|
|
гл |
|
гл |
гл |
|
|
|
12 |
|
|
|
вп n цттб , |
|||||||||||||||
где Iуш – момент инерции швеллера, см4, по ГОСТ 8240-93. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Моменты сопротивления для точек а, с, d. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ixб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||||||||
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
утб |
ДW |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
утб |
|
|||
|
|
|
|
хa |
|
|
|
уа |
; |
|
Wya |
|
ха |
; |
|
xc |
|
|
|
|
ус |
; |
Wyd |
|
xd |
. |
|
|||||||||||||||||
Статический момент полусечения относительно оси Хб: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Sпс |
в t |
( y 0,5t |
п |
) 0,5( у t |
п |
)2 t |
ст |
. |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
хб |
|
|
вп п |
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
14
2.6. Проверки прочности сечения
2.6.1. Проверки прочности по нормальным напряжениям
|
|
|
М |
в |
|
|
|
M г |
|||||
|
|
а |
|
|
max |
|
|
|
|
max |
Ry c ; |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Wxa |
|
|
|
|
Wya |
|||||
|
|
c |
|
М в |
|
|
Ry c ; |
||||||
|
|
|
|
|
max |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
Wxc |
|
|
|
|
|||
прочности2.6.2. Проверка |
по касательным напряжениям |
||||||||||||
С |
d |
|
M maxг |
Ry c . |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Wуd |
|
|
|
||||
Запас |
|
не должен превышать 5 % для точек а и с, для |
|||||||||||
|
хбст |
||||||||||||
точки d запас прочности не ограничен. |
|||||||||||||
|
|
А |
|||||||||||
|
|
max |
|
Q |
|
|
|
S пс |
|||||
|
|
|
|
|
max |
|
|
Rs c , |
|||||
|
|
|
|
|
|
I t |
|
|
|
||||
где Rs – расчетное сопротивление стали сдвигу [1, табл. 1*]; с – ко- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
эффициент условий работы конструкции [1, табл. 6*].
2.6.3. Проверка прочности стенки балки на местное смятие
Давление колеса крана через крановый рельс и верхний пояс балки
(рис. 6) передается на стенку балки, вызывая в ней местное смятие. И
Рис. 6. К проверке прочности стенки балки на местное смятие
15
loc |
Fк f |
Ry c [1, п. 5.13] , |
|
tстlloc |
|||
|
|
где Fk – расчетное давление одного колеса крана; γf = 1,1 – коэффици- |
||||||||||||
ент перераспределения давления; lloc – условная длина участка рас- |
||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пределения давления колес крана: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
l |
с |
3 |
I |
np |
/ t |
cт , |
||||
|
|
loc |
|
|
|
|
|
|
||||
где с – коэфф ц ент, учитывающий степень податливости сопряже- |
||||||||||||
сдвигающие |
|
|
|
|
с = 3,25; Iпр – сумма момен- |
|||||||
ния пояса |
стенки, для сварных балок, |
|||||||||||
тов инерц |
верхнего пояса и кранового рельса относительно собст- |
|||||||||||
венных осей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.6.4. Проверка прочности поясных сварных швов |
||||||||||||
Макс мальные |
|
|
|
напряжения в сварных швах возни- |
||||||||
кают в месте действ я максимальной поперечной силы, т.е. на при- |
||||||||||||
опорных участках. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сварные швы, соединяющие верхний пояс со стенкой подкрано- |
||||||||||||
вой балки, при среднем режиме |
|
|
|
|
|
кранов, как правило, выпол- |
||||||
|
работы |
|
|
|
|
|||||||
няются с полным проваром (на всю толщину стенки) и расчетом не |
||||||||||||
проверяются. |
А |
|||||||||||
Размер катета нижних поясных швов определяется из условия |
||||||||||||
их прочности: |
|
|
Д |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Q |
|
S нп |
|
R |
|
|
|
|
||
|
|
max |
xб |
|
|
|
wf , |
|||||
|
|
2 f k f Iхб |
|
|
wf |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
где Rwf – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу |
||||||||||||
шва [1, табл. 3, 56]; γwf – коэффициент условий работы сварного шва |
||||||||||||
принимаются по [1, п. 11.2]; |
|
βf |
– коэффициент, зависящий от вида |
сварки [1, табл. 34*]; kf – катет сварного шва; Sхбнп – статический момент нижнего поясного листа относительно оси х балки:
S |
нп |
в t |
|
|
|
t |
n |
|
|
y |
|
|
|||||
|
хб |
нп |
n |
c |
|
2 |
. |
Катет сварного шва должен быть не меньше величины, указан-
ной в [1, табл.38*].
16