Б.8 Размещение рёбер жёсткости

Рёбра жёсткости (поперечные основные, поперечные дополнительные и продольные) должны обеспечивать геометрическую неизменяемость поперечного сечения балки, местную устойчивость стенок и сжатых поясов, а при расположении рельса по оси верхнего пояса – прочность рельса и пояса при местном воздействии давлений колёс тележки. Определим гибкость стенки

.

В нашем случае гибкость стенки , поэтому необходимо устанавливать поперечные и два продольных ребра жёсткости.

Б.8.1 Размещение поперечных рёбер жёсткости

Для отсеков, примыкающих к опорам, шаг основных поперечных ребер , в последующих отсеках . Ширина выступающей части основного поперечного ребра

,

примем .

Толщина ребра из условия обеспечения его устойчивости должна быть

Так как толщина стенки , примем толщину ребра .

Момент инерции поперечного ребра относительно плоскости стенки должен быть

,

здесь – момент инерции поперечного ребра

При определении момента инерции ребра в расчёт должна включаться часть стенки шириной по обе стороны от ребра (рисунок Б.8.1)

Рисунок Б.8.1 — Расчётная схема при определении момента инерции ребра

Следовательно, условие жесткости ребра выполняется, так как

.

Проверим поперечное ребро по условиям работы верхней кромки на сжатие от местного давления колеса

где Д— максимальное давление колеса тележки (сочетание IIа), ;

– длина линии контакта рельса и пояса, для крановых рельс

здесь – ширина подошвы рельса, для рельса КР100 (ГОСТ 4121-76), .

z — расчётная зона распределения давления колеса по ребру,

здесь – момент инерции рельса относительно собственной нейтральной оси х-х,

– момент инерции пояса относительно собственной нейтральной оси х-х

Отсюда

Условие прочности верхней кромки выполняется

Шаг основных и дополнительных рёбер жёсткости, являющихся опорами для рельса, определим из условия прочности последнего

где – минимальный момент сопротивления рельса при изгибе,

;

– допускаемое напряжения изгиба материала рельса, .

Для обеспечения прочности пояса при действии местных напряжений от давления колес тележки принимаем конструктивно шаг малых диафрагм , а шаг больших диафрагм . В концевых частях балки ребра жесткости ставим в соответствии с необходимостью приварки фундаментов под привод механизма передвижения крана. Размещение основных и дополнительных поперечных рёбер жёсткости показано на рисунке Б.8.2.

Рисунок Б.8.2 — Схема установки основных и дополнительных поперечных рёбер жёсткости

При контакте подошвы рельса с поясом балки пояс находится в плоском напряжённом состоянии и его прочность необходимо проверить по условию

где – напряжения, определяемые по формуле

здесь – напряжение в балке от её общего изгиба в продольном направлении

– местные, нормальные напряжения в поясе поперёк продольной оси балки

,

здесь – коэффициент, принимаемый по таблице [8, с. 129], ;

– сила, передающаяся на поясной лист через рельс от давления ходового колеса тележки,

,

здесь – коэффициент, принимаемый по таблице [8, с. 129], ;

– местные, нормальные напряжения в поясе вдоль продольной оси балки

здесь – коэффициент, принимаемый по таблице [8, с. 129], ;

Отсюда

.

Условие прочности пояса выполняется.

Если условие не выполняется, необходимо принимать .меры по снижению напряжений в поясе.