3. Проверка прочности и жесткости подкрановой балки.

Прочность стенки балки на действие касательных напряжений на опоре обеспечена, т.к. принятая толщина стенки больше определенной из условия среза.

Жесткость балки также обеспечена, т.к. принятая высота балки больше минимальной.

Проверяем прочность стенки балки от действия местных напряжений под колесами крана:

,

где коэффициент увеличения нагрузки на поясе;

расчетная нагрузка на колесе крана;

толщина стенки;

условная расчетная длина распределения усилий , зависит от жесткости пояса рельса и сопряжения пояса со стенкой;

,

где коэффициент податливости сопряжения балки и стенки, для сварных балок ;

сумма собственного момента инерции пояса и кранового рельса;

;

момент инерции кранового рельса, зависит от типа рельса, для КР-100: I_р=2864,73см⁴

Проверяем приведённое напряжение:

;

где ;

_{условие выполняется}

3. Расчет промежуточных и опорных ребер подкрановой балки

Проверяем местную устойчивость стенки балки. Она считается обеспеченной, если условная гибкость стенки не превышает значения 2,5.

,

Условие не выполняется, следовательно, стенку необходимо укрепить поперечными парными ребрами жесткости, расстояние между которыми:

.

Принимаю 2 м.

Определяем ширину выступающей части ребра:

по ГОСТ принимаем 90 мм

Определяем толщину выступающей части ребра:

мм

По ГОСТ 82-70* принимаем толщину ребра

Рисунок 6. Схема сечения главной балки с поперечными ребрами жесткости.

Ребра жесткости привариваются к стенке балки сплошными двухсторонними угловыми швами минимальной толщины 6мм. Для пропуска поясных швов и снижения усадочных напряжений рёбра жесткости должны иметь скосы 60мм по высоте и 40мм по ширине.

Расчет соединения поясов со стенкой.

Поясные швы рассчитываются на сдвигающую силу Т и давление от сосредоточенного груза V.

Сдвигающая сила на балки определяется по формуле:

, где

– максимальная поперечная сила в главной балке,

- статический момент половины сечения балки относительно нейтральной оси;

,

Давление от сосредоточенного груза на балки:

, где

- расчётное значение сосредоточенной силы, равное ,

- условная длина распределения нагрузки, равная ,

.

Толщина сварных угловых швов определяется по формулам:

• по металлу шва:

, где

; ; ;

;

• по металлу границы сплавления:

, где

; ; ;

Принимаем минимальный катет шва .

Поясные швы варим полуавтоматической сваркой одинаковой толщиной по всей длине.

Расчёт опорной части балки

В рабочих площадках принимаем шарнирное отпирание балок на колонны. При этом опорное давление главной балки на колонну передается через опорные ребра жесткости, расположенные в торце балки.

Торцевые опорные рёбра привариваем к торцу балки по всему контуру их соприкосновения, и нижний край опорного ребра фрезеруем. Для правильной передачи давления на колонну ось опорного ребра совмещаем с осью элемента колонны.

Размер опорного ребра определяем из условия его прочности при работе на смятие торца.

, где

;

, где

;

,

.

Для торцевого опорного ребра принимаем ширину, равную ширине пояса:

;

,

причем ;

Принимаем толщину опорного ребра .

Из условия местной устойчивости ребра должно выполняться условие:

,

,

.

Условие не выполняется, следовательно, принимаем .

,

.

Условие выполняется.

По условию местной устойчивости ребра должно соблюдаться условие устойчивости опорной части балки, состоящей из самого опорного ребра и участка стенки длиной с каждой стороны ребра из плоскости балки.

Проверяем устойчивость опорной части балки, состоящей из опорного ребра и участка стенки по формуле:

, где

– коэффициент продольного изгиба, определяемый по таблице в зависимости от гибкости, и расчетного сопротивления стали .

- площадь опорного участка балки,

, где

- радиус инерции сечения опорной части балки.

, где

- момент инерции опорной части балки.

,

10	0,988		0,987
13,88	0,980	0,978	0,977
20	0,967		0,962

Принимаем 0,978

,

условие выполняется.

Окончательно принимаем .

Рассчитываем сварные швы, прикрепляющие опорное торцевое ребро к стенке балки.

• Из условия прочности по металлу шва:

, где

- количество швов, прикрепляющих опорное торцевое ребро к стенке балки,

,

- длина одного сварного шва

;

;

;

;

мм

• По металлу границы сплавления:

, где

,

,

,

;

мм

По конструктивным требованиям принимаем высоту катета шва 6 мм.