4.2. Расчет балки на нагрузки в горизонтальной плоскости.

В работу на горизонтальне загрузки включаем верхние пояса балок и тормозной лист. Товщину тормозного листа принимаем 8мм. Опирание листа на пояса должны быть не менее п’яти толщин, при толщине 8мм приимаем опирание по 50мм.

ПРИМЕР. Подкрановая балка среднего ряда. Ширина листа b_Л равна

Рис. 4.2. Эпюры напряжений в балке от вертикальных и горизонтальных нагрузок.

Нормальные напряжения вычисляем по формуле (2.1)

Расстояние у от вертикальной оси Z₀ до точки 1 равно

Статический момент инерции относительно оси Z₀ , ослабление отверстием учитываем приближенно без смещения центра тяжести

4.3. Проверка прочности и жесткости балки.

Суммарные нормальные напряжения вдоль продольной оси балки «х» на кромке верхнего пояса (точка «а») вычисляем по формуле (2.1)

= 231МПа < =240*1,0 =240Мпа.

Вывод: Прочность принятого сечения балки обеспечена.

Жесткость балки проверяем по приближенной формуле (2.8)

Така как расчет балки выполнен при нагружении одним краном большей грузоподъемности Q₁=125/20 т при М’_мах^верт=4471кН*м прогиб равен

Жесткость балки обеспечена.

5. РЕБРА И УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕНКИ БАЛКИ.

5.1. Расстановка ребер жесткости и их размеры.

Подкрановые балки обычно выполняют с парными симметричными поперечными ребрами и с двусторонними поясными швами.

В соответствии с п.7.10 СНиП [ ] при наличии подвижной нагрузки на поясе стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости, если значения условной гибкости стенки балки превышают 2,2.

ПРИМЕР.

Гибкости стенки балки (5.1)

Условная гибкость стенки балки

(5.2)

Ширина b_h парного поперечного симметричного ребра

1590/30+40=93мм, принимаем b_h =100мм. (5.3)

Толщина ребра t_S должна быть не менее

(5.4)

Принимаем t_S =8мм.

Расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать 2*h_ef при и 2,5h_ef при

Для сварных балок расчетная высота стенки h_ef = h_W =1590мм – см. рис. 10[4]. При расстояние между основными поперечными ребрами не должна превышать 2*h_ef = 2*h_W = 2*1590мм = 3180мм. Для подкрановых балок обычно расстояние между основными поперечными ребрами(шаг ребер) принимают 1500мм или 3000мм. Принимаем шаг ребер а =3000мм в средней части балки. У опор шаг ребер, как правило, равен а₁=1500мм. Однако это требует проверки и обоснования расчетом в разделе 5.2.

Рис. 5.1. Размещение поперечных ребер и расчетные отсеки балки.

5.2. Расчет стенки балки на устойчивость

В соответствии с п.7.4 СНиП [4] устойчивость стенок подкрановых балок не требуется проверять, если не превышает 2,5 при наличии местного давления в балках с двусторонними поясными швами. Так как >2,5 требуется выполнять расчет стенки балки на устойчивость.

Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости при условной гибкости и при наличии местного давления ( ), в соответствии с п.7.4 СНиП [4] следует выполнять по формуле:

(5.5)

Поставив основные поперечные ребра мы поделили балку на отсеки длина которых равна шагу этих ребер.

Сжимающие напряжения у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком «плюс», и среднее касательное напряжение следует вычислять по формулам:

(5.6)

(5.7)

- средние значения соответственно изгибающего момента и перерезывающей силы в пределах отсека; если длина отсека больше его расчетной высоты то усилия следует вычислять для более напряженного участка с длиной, равной высоте отсека; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняет знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком. Усилия следут вычислять по линиям влияния.

Местное напряжение вычисляем по формуле (2.15), но коэффициент .

Критические нормальные и касательные напряжения вычисляем по формулам (76) и (75) СНиП[4]

(5.8)

Коэффициент вычисляем с использованием таблицы 5.1.

Таблица 5.1. Зависимость коэффициента от параметра

	≤0,8	1,0	2,0	4,0	6,0	10,0	≥30
	30,0	31,5	33,3	34,6	34,8	35,1	35,5

(5.9)

В формуле (5.9) условная гибкость

Здесь: - меньшая из сторон отсека

В дипломных проектах расчет стенки на устойчивость выполняется для двух отсеков: опорного и у середины пролета.

5.3. Опорные ребра балок.

Торцы балки в месте опирания их на колонны укрепляются опорным ребрами. Считают, что вся опорная реакция передается с балки на опору через эти ребра.

Применяются два типа конструкций опорных ребер – рис.5.2.

Рис. 5.2. Типы опорных ребер подкрановой балки.

а) ребра рядовых балок - тип 1; б) ребра у торцов тепературного блока цеха – тип 2.

Рассмотрим в качестве примера расчет и конструирование ребер по типу 1.

5.3.1. Подбор сечения ребра и сварные швы.

Опорные ребра прикрепляют к стенке сварными швами, а нижний торец ребер строгают для плотного соприкосновения с колонной и равномерной передачи опорного давления.

Размер опорных ребер жесткости по типу 1 обычно определяется из расчета на смятие торца ребер (выступающая вниз часть опорного ребра не должна превышать полторы толщины опорного ребра 1,5t_ОР):

где: F – опорная реакция балки равная перерезывающей силе;

А _СМ– площадь опирания опорного ребра;

Rр – расчетное сопротивление стали при смятии торцевой поверхности при наличии пригонки;

ПРИМЕР. Максимальная поперечная сила Q_Z= Q_MAX=1937 кН;

По табл.52* СНиП [ ] для стали С255 толщина металла 20мм с временным сопротивлением R_un=370 МПа находим R_P=336МПа =33,6 кН/см². Для балок . Ширина пояса балки bf=500мм, ширина опорного ребра b_ОР должна быть не больше ширины пояса балки и не менее 200мм. Принимаем b_ОР=300мм. Толщина ребра

Принимаем толщину ребра t_ОР=22мм, выступающая вниз часть опорного ребра - 20мм.

Розрахунок зварного шва приєднання опорного ребра до стінки балки:

≤

Площадь сварного шва

Расчетная длина шва

Для однопоходного углового шва, выполняемого полуавтоматической сваркой - проволока марки Св-08Г 2С диаметром 1,6мм с расчетным сопротивлением R_Wf=215МПа= 21,5кН/см² по табл. 56 СНиП [ ]

По табл. 38* СНиП [ ] при толщине более толстого металла 22мм минимальный катет сварного шва равен 6мм. Приймаємо .