Расчет подкрановой балки (стр. 2 из 4)

Мимнальная толщина стенки балки из условия предельного прогиба

t_wf

= 0.41 см.

Минимальная толщина стенки при проверке её по прочности от местного давления колеса крана :

t_{w, loc} =

= = 0.06 см ,

где – F₁ = g_f*F_n = 1.1*85 кН – расчетная сосредоточенная нагрузка ;

– g_f1 = 1.3 – коэффициент надежности для кранов группы 7К, согласно п 4.8.[1];

– I_R =1082 см⁴ – момент инерции кранового рельса типа КР – 70 .

Требуемая толщина стенки из условия прочности на срез без учета работы поясов :

t_w,s

см ,

где h_w = h – 2*t_f = 120 – 2*2 = 116 см – предварительная высота стенки.

Толщина стенки, соответствующая балке оптримальной высоты :

t_{w, opt} =

= = 0.74 см.

Высота стенки балки, соответствующая t_{w, opt}

h_w = t_w*l_w = 0.74*120 = 88.9 см.

Учитывая интенсивную работу мостовых кранов (группа 7К) и мведение при изготовлении отходов металла к минимуму, принимаем габариты стенки с некоторым запасом, округленные до стандартных размеров на холстолистовую прокатную сталь по ГОСТ 19903-74* h_w * t_w = 1250 *10 мм.

Требуемая площадь поперечного сечения ассиметричной балки

А =

151.5 см² ,

где h = h_w+2t_f = 125 + 2*2 = 129 см – предварительная высота балки при

исходной толщине поясов t_f = 2.0 см.

Площадь верхнего пояса :

A_ft =

16.5 см².

Площадь нижнего пояса :

A_fb =

5.97 см².

Принимаем пояса балки из широкополочной универсальной стали по

ГОСТ 82-72* сечением : верхний b_ft*t_ft = 300*14 мм ; A_ft = 42 см² > 17.1 см².

нижний b_ft*t_ft = 250*14 мм ; A_ft = 42 см² > 5.97 см².

Полная высота подкрановой балки

h = h_w+2t_f = 1250 + 2*14 = 1278 мм

Скомпанованное сечение отвечает основным консруктивно-технологическим требованиям, предъявляемым к элементам подкрановой балки, в том числе :

– равномерность распределения напряжений по ширине пояса

b_ft = 300 мм

мм

b_ft = 300 мм < b_f,max = 600 мм

– общая устойчивость балки

b_ft = 300 мм =

426 — 256 мм ;

– технологические требования на изготовление

b_fb = 250 мм > b_fb,min = 200 мм

t_f = 14 мм < 3t_w = 3*10 = 30 мм

– условие обеспечения местной устойчивости полки

< = 14.9

– условие обеспечения местной устойчивости стенки без укрепления её

продольным ребром жесткости

t_w = 10 мм >

= = 8 мм

– соотношение высоты балки к толщине стенки и пролету

<

<

6.Установление габаритов тормозной конструкции.

Сечение тормозной балки проектируем из листа рифленой стали (ГОСТ 8568–77*) толщиной t_sh = 6 мм ( с учетом высоты рифов – 8 мм ) с наружным поясом из швеллера №16, в качестве внутреннего служит верхний пояс подкрановой балки.

Ширина тормозного листа :

b_sh = ( b₀ + λ_i ) – ( ∆₁ + ∆₂ +

+ ∆₃ =

= (500+1000 ) – ( 100+20+

+ 40 = 1270 мм, где λ₁ = 1000 мм – для режима 7К

∆₁ = 100 мм, ∆₂ = 20 мм и ∆₃ = 40 мм – габариты опирания листа

При шаге колонн В_соl = 12 м наружный пояс тормозной балки помимо колонн опирается на промежуточную стойку фахверка с шагом В_fr = B_col / 2 = 6 м.

7.Вычисление геометрических характеристик скомпанованного сечения.

Положение центра тяжести подкрановой балки относительно оси, проходящей по наружной плоскости нижнего пояса

y_в=

=

65.7 cм

Расстояние от нейтральной оси х – х до наиболее удаленного волокна верхнего пояса

y_t = h – y_b = 1278 – 657 = 621 мм = 62.1 мм

Момент инерции площади сечения брутто относительно оси х – х

I_x =

=

= 469 379 см⁴ ,

где а₁ = y_в – t_f --

; a₂ = y_t – ; a₃ = y_в –

Момент инерции ослабления сечения двумя отверстиями d₀ = 25 мм для крепления рельса КР – 70

I_x⁰ = 2*d₀*t_f*( y_t –

= 2*2.5*1.4*(62.1 – ² = 26 390 см⁴.

Момент инерции площади сечения нетто относительно оси х – х

I_x,nt = I_x – I_x⁰ = 469 379 – 26 390 = 442 989 см⁴

Моменты сопротивления для верхнего и нижнего поясов

W_ft,x =

7 133 см³

W_fb,x =

6 743 см³

Cтатический момент полусечения для верхней части

S_x = A_ft*(y_t –

+ tw*

=

4 421 см³

Координат центра тяжести тормозной конструкции относительно центральной оси подкрановой балки у₀ – у₀

х_с =

=

60 см,

где А_с = 18.1 см² – площадь [ № 16, z₀ = 1.8 см

A_sh – площадь тормозного листа

Расстояние от нейтральной оси тормозной конструкции у – у до её наиболее удаленных волокон : x_B = x_c +

75 cм х_а = (b₀ + l_i ) – (∆₁ + x_c ) = 50 + 100 – ( 10 +60 ) = 80 cм.

Момент инерции полщадь сечения тормозной балки брутто относительно оси у – у

где I_x , I_ft и I_c – соответственно моменты инерции тормозного листа, верхнего пояса

балки и наружного швеллера .

Момент инерции площади ослабления

I_y⁰ = d_c*t_f*(x_c – a)² + d₀*t_f*(x_c + a)² = 2.5*1.4*(60 – 10)² + 2.5*1.4*(60+10)² =

= 25 900 cм⁴ , где а = 100 мм.

Момент инерции площади сечения нетто относительно у – у

I_y,nt = I_y – I_y⁰ = 383 539 – 25 900 = 357 639 cм⁴.

Момент сопротивления для крайнего волокна в верхнем поясе подкрановой балки

W_t,y =

.

8.Проверка подобранного сечения на прочность.

Нормальные напряжения в верхнем поясе

кН/cм² = 114 МПа < R_y*γ_c = 230 МПа

то же в нижнем поясе

кН/cм² = 106 МПа < R_y*γ_c = 230 МПа.

Касательные напряжения на опоре

τ

2.52 кН/см² = 25.2 МПа < R_s*γ_c = 138.6*1=138.6 МПа