СИЯНОВ / ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗРАЗОК

2 РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ ПІДКРАНОВОЇ БАЛКИ

2.1 Навантаження на підкрановібалки Вертикальні і горизонтальні навантаження при розрахунку підкранової

балки враховуються від двох найбільш важких за впливом мостових кранів у прогоні.

Розрахункові значення вертикальних і горизонтальних тисків катків крана визначають за формулами

Fki =γh γ f k1 Fki ,max

Tki =γH γ f k2 TkiH

де k1, k2 – коефіцієнти динамічності, які визначаються згідно [1];

γn, γf – коефіцієнт надійності за призначенням і за навантаженням, які відповідно рівні 0,95 і 1,1 (див. таблиця 2.1).

Таблиця 2.1 – Розрахунок навантажень на підкранову балку від кранів

2.2 Статичний розрахунок балки Для визначення згинаючих моментів система вантажів розмішується на

балці так, щоб рівнодіюча всіх вантажів, які знаходяться на балці і критичний вантаж були рівно віддалені від середини прольоту балки (теорема Вінклера). Як правило, критичним вантажем є вантаж, найближчий до рівнодіючої (див. рисунок 5.1).

Для перерізу під критичним вантажем будується лінія впливу (л.в.) М. Для визначення поперечних сил найбільші вантажі повинні бути розмішені поблизу опорного перерізу балки. Зусилля визначаються по лінії впливу

(л.в.)Q .

Завантаження підкранової балки двома кранами Положення рівнодійної R відносно вантажу Fk2

С=(430·2,33+340·0,8)/(430+2·340)=0,658 мм.

Ординати лілії впливу згинаючого моменту

y2 =2671·3329 ∕ (2671+3329) = 1,48 м; y1=1,37 м; y3 = 0,44 м;

Ординати лінії впливу(визначаємо за пропорційним відношенням) Q :

y1 =1,0 y2 = 0,867 y3 = 0,478

З урахуванням коефіцієнта комбінації кранових навантажень Ψ = 0,95 , найбільший згинаючий момент у вертикальній площині:

M x = α Ψ ΣFki yi =1,03 0,95 [355·(1,37 +1,48)+ 449 0,44]=1183,3 кН/м.

Найбільший згинальний момент у горизонтальній площині:

M y = Ψ∑Тki yi = 0,95 [35,53 (1,37 +1,48)+ 69,4 0,44]=108,6 кН/м.

Визначення найбільшої поперечної сили від вертикального навантаження

Рисунок 2.1 - Завантаження підкранової балки двома кранами

Qx = α Ψ ΣFki yi =1,05 0,95 [355·(1+0,867)+449 0,478]=858,3 кН.

Найбільш невигідне завантаження двома кранами, отже розрахункові зусилля:

Мх = 1183,3 кН·м;

Му = 108,6 кН·м;

Qх = 858,3 кН.

2)вони повинні бути узгоджені з сортаментом листової сталі.

3)площа перерізу поясів повинна бути не менше потрібної з умов міцності, яка визначається за формулою:

Для забезпечення місцевої стійкості стиснутого поясу балки необхідно виконувати умову:

вef / t f ≤ 0,5E / Ry ,

де вef − виступ стиснутого поясу балки,

вef = (вf −tw )/ 2 = (24 −1)/ 2 =11,5 см.

Перевірка міцності верхнього поясу виконується з урахуванням включення в роботу гальмівного листа і підтримуючого швелера, які сумісно з верхньою поясом балки сприймають згинальний момент від горизонтальних навантажень.

σв =σ1 +σ2 = (Мх /wx ) + (Vy / wy ) ≤ Ryγc

В зв’язку з тим , що розріз підкранової балки прийнято симетричним, то

2.4 Перевірка міцності перерізу балки на опорі Перевіряємо дотичні напруження на опорі за формулою Д. Журавського:

Міцність перерізу балки на опорі забезпечена.

2.5 Перевірка міцності стінки балки на дію максимальних місцевих напружень

Діюче на балку зосереджене навантаження від колеса крана розподіляється рейкою і поясом на обмежену дільницю стінки, в якій виникають місцеві нормальні напруження:

σloc ,max = γ f 1 F1,max / tω lef ≤ Ryγc

де γ f 1 =1,6 – коефіцієнт збільшення навантаження на колесо;

F1,max = 510 1,1 = 561 кН.

Розрахункова довжина знаходиться за формулою 5.7 lef = с3Jbt / tω ,

де С = 3,25 (для зварних балок);

Jbt = J f + Jr = 24·23/12+2806 = 2822 см4 ; lef = 3,2532822 / 1 = 45,9 см.

Місцеві напруження

σloc ,max =1,6 561/ 45,9 =19,56 кН/см2 < Ry γc = 23 кН/см2.

Міцність стінки балки від дії місцевих нормальних напружень забезпечена.

2.6 Розрахунок поясних швів в балці Верхні поясні шви підкранових балок за умов рівномірності з основним

металом рекомендується виконувати з проваркою на всю товщину стінки і тоді їх розрахунок не потрібен. Товщину поясних швів у загальному випадку спочатку приймають з конструктивних міркувань і перевіряють їх міцність за розрахунковим перерізом ( за наплавленим металом шва або за межею сплавлення) за формулами:

Приймаємо катет шва kf = 7 мм.

Розрахунковий переріз шва проходить за межею сплавлення, так як

βf Rωf =1,1 18 =19,8(кН/ см2 )≥ βz Rωz =1,15 0,45 38 =19,65 кН/см2,

Rωz =0,45·Run = 0,45·38=17,1 кН/см2 – розрахунковий опір металу межі сплавлення.

Перевіряємо міцність двостороннього поясного шва з катетом kf = 7 мм,

за межею сплавлення:

де Sf - статичний момент площі поясу балки,

Міцність двостороннього поясного шва забезпечена.

2.7 Розрахунок опорного ребра балки Товщина опорного ребра з умови зминання його торця визначається за

формулою:

tr ≥ Qx / br Rрγc =838 / 24 37,1 1 = 0,94 см,

Rр= Run/1,025 = 371 МПа = 37,16 кН/см2.

Приймаємо tr=10 мм.

Перевіряємо опорну частину балки на стійкість. Примикаюча частина стінки:

b = 0,65tω E / Ry = 0,65 1 2,06 104 / 23 =19,45 см.

Розрахункова площа перерізу:

Ac = br tr +b tω = 24 1+19,45 1 = 43,45 см4.

Момент і радіус інерції опорного стояка:

Гнучкість опорного стояка дорівнює:

Приймаємо опорне ребро завтовшки tr = 10 мм.