Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование металлоконструкции мостового крана. Методические рекомендации
.pdf
11
Необходимо рассматривать два случая динамического
,1
ГДИН
Va
а
м
гм
стст
С
mm
y
a
1
ст
y
z
ст
EJ
LgQ
y
482
3
ст
kk
n
ст
EA
HgQ
k
A
k
E
5
101
k
A
k
A
gQ
gQ
A
k
нагружения:
а) Отрыв груза от основания (подъѐм с подхватом).
б) Случай экстренного торможения механизма подъѐма.
Динамический коэффициент определяется как [3]
где ξ-коэффициент неполноты расчѐта (ξ=1,5),
VГ-скорость подъѐма груза,
- параметр, зависящий от жѐсткости и массы
деформируемой конструкции.
Для случая подъѐма груза [3]
,
где
- статический прогиб балки от массы поднимаемого
груза Q
Здесь коэффициент 2, стоящий в знаменателе учитывает
число балок, работающих на изгиб.
-статическое удлинение канатов при подъеме груза Q.
где
- суммарная площадь поперечного сечения проволок
каната (учитывает все ветви каната),
- модуль упругости каната, равный
МПа.
может быть выведена из следующего условия:
или
12
где
ст
k
П
E
H
Г
m
QmГ
м
m
м
m
б
Q
Т
Q
g
G
Q
М
C
ст
М
y
gQС
)(
1
cт
ст
yg
a
ди н
),(
4
1
)( динTдинk
gQgQR
)(динk
R
120 МПа.
Тогда
.
- масса груза (
)
- приведенная масса пролетной части моста
=0,5(2
где
)+
,
- масса продольной балки.
- коэффициент жесткости моста.
При экстренном торможении.
Для определения расчетной величины динамического
коэффициента
принимается большее из двух значений a.
6.2.5Поверочный расчет на прочность при изгибе среднего
сечения продольной балки.
Наиболее опасное положение грузовой тележки –
посередине пролета моста. Распределение нагрузки на колеса
тележки принимаем равномерным, т.е.
где
- динамическая реакция на колесе тележки.
Расчетная схема продольной балки моста показана на рисунке
4.
13
Для большей ясности эпюры изгибающих моментов от
)(динk
R
28
)(
2
(max)
T
динkz
BL
R
Lq
M
z
z
W
M
max
max
k
G
0
2
)5.1()5.1()5.1(
2
)()(
Lq
LGBLRLRLRM
KTдинkдинkAB
)
2
)5.1()5.1()((
1
2
)()(
Lq
BLRLGR
L
R
TдинkkдинkA
распределенной нагрузки q и от сосредоточенных сил
построены отдельно.
Наибольший изгибающий момент
Проверяем условие прочности
,
Где
=160МПа для материала балки Ст3 псп 3.
6.2.6. Поверочный расчет на прочность
при сдвиге опорного сечения пролетной балки.
Рассматриваем крайнее расположение грузовой тележки
(грузовая тележка по конструктивным особенностям не
доходит до края балки на 11,5м.).Учтем так же и вес кабины
крановщика
15кН. Таким образом расчетная схема, в
данном случае, имеет вид(рис.5).
Наибольшие касательные напряжения возникнут в
сечении балки над опорой А.
Определим сначала величину реакции в этой опоре
Максимальное значение касательных напряжений имеет
место в вертикальных стенках балки на оси Z и определяется
по формуле Журавского
14
СТz
zy
tJ
SQ
2
max
Ay
RQ
z
J
z
S
42
2
2
111
1
HH
t
H
tBS
СТВПZ
max
max
CT
h
1
b
1
,aa
где
,
- осевой момент инерции опорного сечения
главной балки (его нужно подсчитать по методике
приведенной ранее)
- статический момент половины сечения (рис.6)
После вычисления
прочности
Где
=100МПа.
,
проверяем выполнение условия
6.3. Размещение ребер жесткости [1]
Ребра жесткости (поперечные основные, поперечные
дополнительные и продольные) должны обеспечивать
геометрическую неизменяемость поперечного сечения балки,
местную устойчивость стенок и сжатых поясов ,а при
расположении рельса по оси верхнего пояса – прочность
рельса и пояса при местном воздействии колес тележки.
Варианты ребер жесткости показаны на рисунке 7.
Расчетными размерами являются:
- высота стенки;
- высота отсека между сжатым поясом и продольным
ребром;
-расстояние между осями основных и
дополнительных поперечных ребер (диафрагм и
полудиафрагм);
15
PCT
tt ,
- толщины стенки и ребра жесткости.
70
CT
CT
C
t
h
6055
c
16070
c
1451356055
c
265160
c
240225145135
c
CT
ha
CT
ha 225.1
P
b
1
40
30
CT
P
h
b
При гибкости стенки
для малоуглеродистых и
для низколегированных сталей местная
устойчивость стенки обеспечена, если обеспечена ее
прочность.
При гибкостях
для малоуглеродистых и
для низколегированных сталей
достаточно устанавливать только основные диафрагмы.
( рис.7а)
При
для малоуглеродистых сталей и
для низколегированных сталей
необходимо устанавливать поперечные и одно продольное
ребро жесткости (рис.7 в,г)
При больших гибкостях стенки необходимо устанавливать
два продольных ребра жесткости в сочетании с поперечными
ребрами.
Вариант размещения ребер по схеме (рис.7 б) является
нежелательным, так как возникает опасность появления
усталостных трещин у нижних кромок коротких ребер
(полудиафрагм).
6.3.1Размещение поперечных ребер (диафрагм)
Для отсеков, примыкающих к опорам, шаг основных
диафрагм
увеличить до
. В последующих отсеках их шаг можно
.
При высоте балки более 700мм устанавливают
облегченные диафрагмы (с отверстием).
В этом случае размер диафрагмы
(рис.8)
(мм)
16
Толщина диафрагмы принимается равной
CT
t
6
)(
аR
M
ДИНК
И
2
p
z
ДИНК
WаR6
)(
а
MП
p
z
W
ДИНК
p
z
R
W
a
(
6
p
z
W
p
z
W
a
2
CT
tbb 2
2
2
b
CT
ДИНK
CM
tbR
)(
.
Шаг диафрагм, являющихся опорами для рельса, проверяют
из условия прочности последнего на изгиб.
Изгибающий моменты в рельсе при положении колеса
тележки между диафрагмами равен
Условия прочности рельса
;
Где
=230250
,
- осевой момент сопротивления
рельса (таб.2).
Из условия прочности рельса получаем
Очевидно, что для вычисления а необходимо знать
.
. Для
этого нужно подобрать сначала по табл.3 диаметр ходового
колеса и типоразмер рельса. По выбранному типоразмеру
рельса из табл.2(а,б) определяем
.
Если вычисленное значение
более или равно ранее
назначенному значению, то дополнительные ребра жесткости
(полудиафрагмы) устанавливать не нужно. При
расположении рельса по оси пояса диафрагмы проверяется
также по условиям работы их верхних кромок на сжатие от
местного давления колеса. Длинна площадки диафрагмы,
воспринимающей нагрузку от колеса тележки, условно
принимается по формуле
,
где
- ширина подошвы рельса (таб.2б)
tСТ – толщина диафрагмы.
Напряжения смятия торца диафрагмы
17
Условие прочности на смятие
CM
CM
а
CM
MП260240
CT
hb 25.02.01
CT
hb 2.015.0
1
CT
hb 4.032.0
2
60
1
B
ВП
t
3
Т
С
60
1
B
R
t
П
B
210
3
3
1
7
ВПРЕБ
tbJ
6
2
105,7
CT
CT
КР
h
t
3
y
МАХ
КР
y
nn
,
где
6.3.2. Размещение продольных ребер жесткости [1].
Продольные ребра жесткости для стенок ставятся на
расстоянии от крайней сжатой кромки стенки (рис.8):
при одном ребре
при двух ребрах: первое
второе
Требуемые значения момента инерции продольного ребра
относительно плоскости стенки определяют по рекомендации
ВНИИПТМАШ в соответствии с таб.4. Сжатые пояса
коробчатых балок могут не подкрепляться продольными
ребрами жесткости при ширине
для стали
и
для сталей другой прочности, где R-
расчетное сопротивление материала.
Момент инерции ребра относительно кромки пояса должен
быть
6.4. Проверка местной устойчивости стенок балки.
Рассмотрим расчет на местную устойчивость панели
выделенной из среднего отсека балки (рис.9)
МПа
Коэффициент запаса устойчивости
18
Где
MAX
y
n
h
2
5
2
2
1
105.95.12
h
t
a
h
CT
KP
y
MAX
KP
y
nn
MAX
3
6
2
1
10
В
t
ВП
KP
y
MAX
KP
n
y
n
MAX
- наибольшее напряжение от изгиба в центре балки
(подсчитано ранее),
=1,3- нормативный коэффициент
запаса местной устойчивости. Устойчивость стенки балки в
концевом сечении проверяют по касательным напряжениям
(рис.10).За расчетную принимаем наибольшую для этого
участка высоту
. Критическое касательное напряжение
с
учетом защемления стенок у поясов
МПа
Запас устойчивости
было подсчитано ранее.
6.5. Проверка местной устойчивости сжатого пояса.
Панели верхнего пояса работают практически в условиях
равномерного сжатия (рис.11). Критическое напряжение для
равномерно сжатой панели в предположении защемления ее
по двум сторонам, равно
МПа
где
было подсчитано ранее.
6.6. Расчет сварного шва.
Наиболее нагруженный участок сварного шва,
соединяющего пояс балки со стенкой, расположен у
концевого сечения. Условие прочности имеет вид:
19
шz
П
zy
hJSQ2
z
J
ay
RQ
CTШ
th 7,0
П
z
S
2
1
1
H
tВS
П
B
П
z
Lf
700
1
z
CTK
z
RqСТАТMAX
EJ
LR
EJ
Lq
fff
K
48
2
384
5
3
)(
4
)2()(
g
QQ
R
T
CTK
4
)(
ff
max
где
и
- подсчитаны ранее,
- коэффициент,
принимаемый равным 1 для однопроходной
автоматической сварки, 0,8 – для однопроходной
полуавтоматической сварки,0,7- для ручной и
многопроходной автоматической и полуавтоматической
сварки.
-толщина углового шва, принимая
равной катету вписанного в сечение шва равнобедренного
треугольника (рис.12).
- статический момент верхнего
пояса балки относительно центра тяжести ее концевого
сечения.
6.7. Проверка статической жесткости моста.
Допустимый прогиб продольной балки в середине пролета
от действия статически приложенной подвижной нагрузки
(груз плюс вес тележки) не должен превышать величины
Расчетная схема продольной балки моста для определения
максимального статического прогиба показана на рис.13.
где
20
6.8. Проверка динамической жесткости моста.
з
3
540 Т
З
0
2
Т
с
0
11
0
1
M
m
c
1
M
m
11
z
EJ
L
482
3
11
H
M
33
tt
q
f
8002
0
L
f
ff
П
q
q
f
При резком разгружении крана мост начинает совершать
колебательные движения в вертикальной плоскости. Время
затухания колебаний ограничивается величиной
и для упругой системы определяется по формуле
,
где Т- период частоты собственных колебаний
- частота собственных колебаний
где
- приведенная масса моста (см. ранее)
- прогиб моста под действием единичной силы
=12
15с
Должно выполняться условие
6.9. Сроительный подъем пролетных балок[1]
При пролетах мостов более 17м пролетным балкам должен
придаваться строительный подъем
(рис.14),который
должен быть равен
где
- прогиб пролетной балки от собственного веса.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]