Подбор сечения балки.

Принимаем подкрановую балку симметричного сечения в виде двутавра с тормозной конструкцией в виде листа из рифленой стали t=6-8 мм, швеллера № 16-18 при В=6м, № 27-36 при В=12м.

Влияние горизонтальных поперечных нагрузок на напряжение в верхнем поясе, учитывает коэффициент β:

, (1.9)

где h_т – ширина тормозной конструкции. h_т=1500 мм.

h_б – высота балки, предварительно задается (1/6÷ 1/10) *В=(1/6÷ 1/10)*12=2÷ 1.2м

Принимаем h_б=1.3 м.

Определяем W_хтр.:

Определяем оптимальную высоту балки:

(1.10)

(1.11)

Задаемся значением

(1.11)

Определяем минимальную высоту балки

(1.12)

R_у=24кН/см², В=12м, β =1.03, Е=2.06*10⁴кН/см²

- максимальный прогиб подкрановых конструкций, зависящий от режима работы крана:

для тяжелого режима

М_н- момент от загружения балки одним краном.

(1.13)

Рисунок 1.5-Линия влияния М от загружения одним краном

∑ Y=3+2.55+0.25=5.8

Принимаем высоту балки h_б=180 см.

Задаемся толщиной полки:

Из условия работы стенки на срез определяем t_w:

,

где γ _n=0.95, Q_x=1684, 81кН, h_w=174, 8 см, R_s=14кН/см² – расчетное сопротивление на срез(СНиП II-23-81)

Принимаем t_w=1.2 см.

Определяем размеры поясных листов:

180≤ b_f≤ 600 (мм)

Принимаем b_f с запасом, b_f=500 мм(ГОСТ 82-70).

Проверяем местную устойчивость пояса:

(1.15)

12, 2≤ 14.6 – условие выполняется, если не выполняется, то увеличиваем t_f или уменьшаем b_f.

Рисунок 1.6-Размеры двутавра

4.2.Проверка прочности сечения балки.

Рисунок 1.7-Схема подкрановой конструкции

Определяем геометрические характеристики принятого сечения в которое входит швеллер № 27, тормозной лист (лист стальной t=6мм), верхний пояс двутавра.

(1.16)

(1.17)

, (1.18)

(1.19)

F_листа – площадь сечения листа

t _листа = 6 мм=0.6 см

длина листа l_листа =1500-30-55-210=1205мм=120, 5 см

F_листа=0.6*120, 5=72, 3 см²

F_швел – площадь швеллера №27 по сортаменту = 35.2 см².

b=1500-30-24.7=1445.3 мм = 144.53 см

а=1205/2 + 210=81, 25 см

(1.20)

I_швел – по сортаменту для [ №27

I_y=262 см³

,

где

Проверяем нормальное напряжение в верхнем поясе (точка А), должно выполняться условие:

(1.21)

где γ _n =0.95

24, 72 ≤ 25.3 - условие выполняется.

Прочность стенки на действие касательных напряжений обеспечена, так как t_w больше, чем t_w на срез. Жесткость балки обеспечена, так как h_б > h_min. Проверяем прочность балки на действие местных напряжений.

(1.22)

γ _f – коэффициент увеличения нагрузки на колесе крана, γ _f=1.1

F_k=485, 5 кН, t_w=1.2 м

l₀ – условная расчетная длина, зависит от жесткости пояса, рельса и сопряжения пояса со стенкой:

, (1.23)

где с – коэффициент, учитывающий податливость сопряжения стенки с полкой, для сварных балок =3.25 I_p1 – сумма собственных моментов инерции пояса и кранового рельса

где I_p(I_x) – момент инерции кранового рельса КР-120 (определяется из таблицы1.3)

(1.24)

Таблица1.3-Рельсы крановые

I_p=4924 см⁴

условие выполняется

Проверяем прочность стенки на совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений на уровне верхних поясных швов.

(1.25)

где

(1.26)

Q_x=1684, 81 кН

I_x=2048654, 7 см⁴

t_w= 1.2 см

β = 1.3 – для однопролетных балок

28, 84≤ 31.2

Условие выполняется.