2. Разработка схемы связей по шатру здания и колоннам9

   1. Связи по покрытию¹⁰

1.3.2. Связи по колоннам¹¹

1.4. Выбор схемы стропильной фермы¹²

2. Проверочный расчет типовой подкрановой балки

Пролет подкрановой балки равен шагу колонн вдоль здания = 12м.Режим работы кранов - 8К. Материал подкрановых балок - сталь С375;

R_y= 345МПа (приt= 10...20мм). Размеры сечения подкрановой и тормозной балок приведены в табл.5, прилож.1.

2.1. Нагрузки на подкрановую балку

Для крана грузоподъемностью 125/20 тсгруппы режима работы 8К наибольшее вертикальное усилие на колесеF_к1max= 550кН,F_к2max= 580кН;вес тележкиG_т= 430кН; вес крана с тележкойG_к= 1750кН; тип кранового рельса КР70. Схема крана и крановой нагрузки приведена на рис.2. В целях упрощения расчета принимаем

= (F_к1max+F_к2max)/2 = (550 + 580)/2 = 565кН.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки на одно колесо, направленной поперек кранового пути, при расчете прочности подкрановых балок принимаем в соответствии с п.4.5 [5]¹³

= 0,1F_кmax= 0,1565 = 56,5кН.

Расчетные значения усилий на колесо крана определяем с учетом коэффициента надежности по назначению _n= 0,95.

F_к=_n _f _f1 F_кmax= 0,951,10,951,2565 = 673кН;

Т_к=_n _f _f2 = 0,951,10,951,156,5 = 61,7кН,

где _f = 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке, п.4.8 [5];

 = 0,95 - коэффициент сочетаний для групп режимов работы мостовых кранов 7К и 8К,  = 0,85 для групп режимов 1К…6К, п.4.17 [5];

_f1 = 1,2 и _f2 = 1,1 - коэффициенты динамичности для группы режимов работы мостовых кранов 8К, _f1 = 1,1 и _f2 = 1,0 для групп режимов 6К и 7К, _f1 = _f2 = 1,0, п.4.9 [5];

2.2. Расчетные усилия в подкрановой балке

Значения усилий и от единичных нагрузок на балке (см. табл.6, прилож.1), установленных по схеме (рис.5) = 8,36м; = 3,585.

Расчетные усилия в подкрановой балке от мостовых кранов:

момент в вертикальной плоскости

М = F_к= 8,36673 = 5626кНм;

момент в горизонтальной плоскости

М_т= Т_к= 8,3661,7 = 516кНм;

поперечная сила в вертикальной плоскости

Q= F_к= 3,585673 = 2113кН;

поперечная сила в горизонтальной плоскости

Q_т= Т_к= 3,58561,7 = 221кН.

Расчетные усилия от собственного веса подкрановой балкис размерами сечения балки по табл.8, прилож.1 (рис.6) :b_f.в= 450мм;t_f.в= 20мм;b_f.н= =400мм;t_f.н= 20мм;h_w= 1790мм;t_w= 14мм.:

Площадь сечения балки (см. рис.6)

А = b_f.вt_f.в +b_f.нt_f.н +h_wt_w= 452 + 402 + 1791,4 = 420,6мм.

Масса одного погонного метра балки, с учетом конструктивного коэффициента = 1,2 и коэффициента надежности по нагрузке_f = 1,05

g = _f A = 1,21,05420,60,785 = 416 кгс/м = 4,16 кН/м.

кНм;

кН.

Геометрические характеристики сечения подкрановой балки(рис.6):

статический момент инерции относительно оси, проходящей по нижней грани нижнего пояса

S_x= =

= 452(179 + 2 + 1) + 1791,4(179/2 + 2) + 4021 = 39390см³;

расстояния до центра тяжести балки

см;

= (2 + 179 + 2) – 94 = 89см;.

момент инерции сечения относительно оси х

Момент сопротивления верхнего волокна балки (точка А)

см³;

то же, нижнего волокна балки (точка В)

см³.

Геометрические характеристики тормозной балки:

Ширина горизонтального листа тормозной балки

b_l = d –15 – b_f.в/2 +40 = 1400 – 15 –450/2 + 40 = 120мм;

Площадь сечения

см².

Статический момент инерции относительно оси y₁

Расстояние от оси y₁до центра тяжести сечения тормозной балки

см.

Момент инерции сечения относительно оси у

Момент сопротивления точки А

см³.

Проверяем нормальные напряжения в верхнем поясе (точка А)

МПа <

< R_y_c= 345МПа.

Напряжения в нижнем поясе (точка В)

МПа < R_y_c = 345МПа.

Прочность стенки на действие касательных напряжений на опоре

МПа<

< R_s = 0,58R_y= 0,58345 = 200МПа.

Проверка нижнего торца опорного ребра на смятие. Нижний торец опорного ребра остроган и плотно пригнан к опорной плите траверсы колонны. Сечение опорного ребра 360 х 16, материал сталь С375; расчетное сопротивление прокатной стали на смятиеR_р= 445МПа, табл.52* [4]. Проверяем опорное ребро на смятие

МПа < γ_сR_р = 445МПа.

Расчет швов крепящих опорное ребро к стенке балки. Ребро крепится к стенке полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С,d = 1,4-2мм.

Принимаем катет шва k_f= 10мм. По табл. 56* [4]:R_wf= 215МПа; R_wz= 0,45R_un= 0,45490 = 220МПа. По табл. 34* _f= 0,8; _z= 1.

Так как _f R_wf= 0,8215 = 172МПа < _z R_wz = 1220 = 220МПапроверку выполняем только по металлу шва

МПа < R_wf _wf _c= 215МПа,

где _w = 85_f k_f= 850,81 = 68см- максимальная расчетная длина флангового

шва, п.12.8 [4].

Расчет соединений поясов со стенкой. Поясные листы крепим к стенке автоматической сваркой "в лодочку" под флюсом сварочной проволокой Св-08Г2С,d = 1,4-2мм,соединение тавровое с двусторонними угловыми швами. Принимаем катет шваk_f= 8мм:

_fR_w= 215МПа;R_wz = 0,45R_un= 0,45490 = 220МПа;_f= 0,9;_z= 1,05.

Так как _f R_wf= 0,9215 = 193,5МПа<_z R_wz = 1,05220 = 231МПапроверку выполняем только по металлу шва.

Статический момент верхнего поясного листа относительно оси х- х

S_x = b_f.вt_f.в(у_в - 0,5t_f.в)= 452(89 - 0,52) = 7920см³.

Условная длина распределения местного давления под колесом крана _fпо формуле (146) [4]

см³,

где с - коэффициент, принимаемый для сварных и прокатных балок 3,25;

см³ - сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового рельса (см. табл.7 прилож.1).

Горизонтальная составляющая усилия на 1 см длины

кН.

Максимальное расчетное давление колеса крана

P=_f_n_f1F_к2max=1,10,951,4580 = 848кН,

где _f1 - коэффициент увеличения нагрузки на колеса крана, учитывающий возможность перераспределения усилий между колесами и динамический характер нагрузки. Коэффициент _f1 принимается равным 1,6 - для группы режима работы кранов 8К с жестким подвесом груза; 1,4 - тоже, с гибким подвесом груза; 1,3 - для группы режима работы кранов 7К; 1,1 - для остальных групп режимов работы кранов.

Вертикальная составляющая усилия на 1 см длины

кН.

Результирующее усилие в швах на 1 см длины

кН.

Результирующие напряжение в швах

МПа<R_wf _wf _c= 215МПа.