4. Расчет и конструирование подкрановой балки

В комплекс подкрановых конструкций входит подкрановые

балки, крепление балок к колоннам, крановые рельсы с креплениями их к подкрановым балкам и крановые упоры в торцы цеха.

4.1. Определение расчетных усилий

Согласно указаниям норм [4] , подкрановая балка загружается нагрузкой от двух максимально сближенных мостовых кранов, при этом грузы на кранах номинальные, а тележки вплотную приближены к данному ряду подкрановых балок.

Расчетных изгибающий момент от вертикальных давлений колес мостовых кранов:

;

где - коэффициент надежности по назначению;

- коэффициент надежности по нагрузке;

- коэффициент сочетаний для групп режимов кранов 1К-6К ;

- нормативное значение максимального изгибающего момента;

- коэффициент динамичности.

;

;

Расчетный изгибающий момент от действия тормозных сил тележек в горизонтальной плоскости определяется путем перерасчета, поскольку расположение колес сближаемых мостовых кранов остается неизменным:

;

где - нормативная сила от торможения, передаваемая колесами от мостового крана на подкрановые конструкции;

- давление колеса на подкрановый рельс.

;

Максимальная расчетная поперечная сила:

;

4.2. Определение высоты подкрановой балки, компоновка сечения

Цель компоновки – определение размеров:

- высота подкрановой балки;

- расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего поясов;

- высота стенки подкрановой балки;

- толщина стенки подкрановой балки;

- толщина пояса подкрановой балки;

- ширина пояса;

- номер окаймляющего швеллера;

- толщина тормозного листа;

- ширина тормозного листа;

Определение высоты подкрановой балки

1. Из условия экономичности:

, где - конструктивный коэффициент;

;

- расчетное сопротивление стали, уменьшенное примерно на 20 МПа для учета действия горизонтальных сил, ;

;

Ориентировочная высота подкрановой балки:

;

Толщина стенки подкрановой балки:

, принимаем в соответствии с сортаментом ;

;

2. Из условий жесткости:

;

где (табл. 40 [2]);

;

Требуемая высота подкрановой балки .

Проверка принятой толщины стенки из условия работы на срез:

;

, условие выполняется.

Толщину пояса принимаем ;

Полная высота балки: ;

Принимаем ширину пояса из условий закрепления подкранового рельса ;

Из условий местной устойчивости поясов:

, условие выполняется.

4.3. Проверка прочности подкрановой конструкции Геометрические характеристики подкрановой и тормозной балок

Момент инерции подкрановой балки:

;

Статический момент полусечения подкрановой балки относительно оси X-Х:

;

Определение положения центра тяжести тормозной балки:

;

В качестве окаймляющего швеллера при пролете подкрановой балки без фахверка стенового ограждения применяется швеллер № 30, который имеет следующие характеристики:

, , ,

, , ,

, , ,

, .

,

Расстояние от центра тяжести верхнего пояса до произвольной оси y₁-y₁, совпадающей с осью окаймляющего швеллера:

;

Толщина тормозного листа .

Ширина тормозного листа

;

Расстояние от центра тяжести тормозного листа до произвольной оси y₁-y₁:

.

Положение центра тяжести балки:

Расстояние от центра тяжести тормозной балки до точки, испытывающей наибольшее сжимающее напряжение:

Момент инерции тормозной балки относительно оси у-у, проходящей через центр тяжести сечения:

;

;