Расчетное значение поперечной силы от вертикальной нагрузки

Q_x = αψQ_max = 1,05 ∙ 0,85 ∙ 1879,6 = 1674,5 кН.

Расчетный изгибающий момент М_y и поперечная сила Q_y от горизонтальной поперечной нагрузки находятся при том же положении колес кранов. Поэтому при кранах одинаковой грузоподъемности М_y и Q_y можно определить из соотношения горизонтальных Т_к и вертикальных F_к сил от колеса:

М_y = ψМ_max(Т_к/F_к) = 0,85 ∙ 4359,55 ∙ (19,4 / 528) = 136,15 кН∙м;

Q_y = ψQ_max(Т_к/F_к) = 0,85 ∙ 1879,6 ∙ (19,4 / 528) = 58,7 кН.

При расчете подкрановых балок условно принимают, что вертикальная нагрузка воспринимается только сечением балки (без учета тормозной конструкции), а горизонтальная – только тормозной балкой.

В качестве тормозных конструкций используются тормозные балки или фермы. Фермы экономичнее по расходу стали, чем балки, но сложнее в изготовлении и монтаже, поэтому при большой ширине тормозных конструкций (расстояние от оси балки до нагруженной грани тормозной конструкции) h_Т > 1,25 м применяют фермы, а при h_Т ≤ 1,25 м – балки со стенкой из рифленого листа толщиной 6 – 8 мм. Для крайних рядов колонн поясами тормозной балки являются пояс подкрановой балки и окаймляющий швеллер.

Тормозные балки, используемые как площадки для обслуживания и ремонта подкрановых путей, рассчитываются на временную нагрузку, принимаемую по техническому заданию.

Верхний пояс балки работает как на вертикальную, так и на горизонтальную нагрузки (рис. 9.2).

Рис. 9.2. К расчету подкрановой балки

Проверка сплошной подкрановой балки на прочность (при наличии сплошной тормозной конструкции) производится для верхнего волокна балки в наиболее напряженной точке А по формуле

;

для нижнего волокна балки –

где W_x,А – момент сопротивления нетто для верхнего пояса балки;

W_x,н – момент сопротивления брутто для нижнего пояса балки;

W_y,А = I_y/x_A – момент сопротивления тормозной балки для крайней точки А верхнего пояса относительно вертикальной оси y-y (при отсутствии тормозной балки – одного только верхнего пояса балки относительно вертикальной оси).

9.3. Подбор сечения балки

Из условия общей прочности определяем требуемый момент сопротивления относительно оси x-x:

W_{x, А} = М_xβ/(R_yγ_c) = 389090 ∙ 1,1 / (24 ∙ 1) = 17833,3 см³,

где β – коэффициент, учитывающий долю нормальных напряжений от горизонтальных сил:

β = 1+ М_yW_x,А/(М_xW_y,А) ≈ 1 + 2 М_yh_b/(М_xh_Т) =

= 1 + 2 ∙136,15 ∙1,7 / (3890,9 ∙1,25) = 1,1,

здесь h_Т – ширина сечения тормозной конструкции, принимаемая равной высоте сечения нижней подкрановой части колонны: h_Т = h_н = 1250 мм;

h_b = 1700 мм – высота балки, предварительно принимаемая в пределах (1/6 – 1/9) l (см табл. 6.3) (большие значения принимаются при большей грузоподъемности крана);

l = 12 м – пролет балки, равный шагу колонн B.

Определяем высоту балки из условия оптимального расхода стали, задаваясь гибкостью стенки k_w = h_w/t_w = 125 при h_b = 1700 мм (см. табл. 9.1):

Таблица 9.1

Практические значения kw

h, м	0,8	1	1,25	1,5	1,75	2	2,5
t, мм	8 – 6	10 – 8	10 – 9	12 – 10	14 – 12	14	16 – 14
kw	100 – 133	100 – 125	125 – 140	125 – 150	125 – 146	143	156 – 178

Проверка жесткости подкрановой балки выполняется на нагрузку от одного крана с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f = 1 и без учета коэффициента динамичности.

Величина равнодействующей четырех сил, действующих на балку от одного крана (рис. 9.1, г):

R₁ = 2F_kn1 + 2F_kn2 = 2 ∙ 450 + 2 ∙ 480 = 1860 кН.

Находим положение равнодействующей R₁:

x = [F_kn1(4,6+5,4) – F_kn2 ∙ 0,8]/R₁ = [450 ∙10 – 480 ∙ 0,8] / 1860 = 2 м.