Балки подкрановые стальные для мостовых электрических кранов общего назначения грузоподъемностью до 50 т (стр. 4 из 7)

; (1)

; (2)

; (3)

, (4)

(5)*

b– коэффициент, принимаемый равным 1,15 для расчета разрезных балок и 1,3 – для расчета сечений на опорах неразрезных балок.

В формулах (5)*:

M, Q – соответственно изгибающий момент и поперечная сила в сечении балки от расчетной нагрузки;

gf1 – коэффициент увеличения вертикальной сосредоточенной нагрузки на отдельное колесо крана, принимаемый согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям;

F – расчетное давление колеса крана без учета коэффициента динамичности;

lef – условная длина, определяемая по формуле

, (6)

где с – коэффициент, принимаемый для сварных и прокатных балок 3,25, для балок на высокопрочных болтах – 4,5;

J1f – сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового рельса или общий момент инерции рельса и пояса в случае приварки рельса швами, обеспечивающими совместную работу рельса и пояса;

Mt – местный крутящий момент, определяемый по формуле

Mt = Fe + 0,75 Qthr, (7)

где е – условный эксцентриситет, принимаемый равным 15 мм;

Qt – поперечная расчетная горизонтальная нагрузка, вызываемая перекосами мостового крана и непараллельностью крановых путей, принимаемая согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям;

hr – высота кранового рельса;

– сумма собственных моментов инерции кручения рельса и пояса, где tf и bf – соответственно толщина и ширина верхнего (сжатого) пояса балки.

Все напряжения в формулах (1) – (5)* следует принимать со знаком "плюс".

7.1.5*. Расчет на выносливость верхней зоны стенки составной подкрановой балки следует выполнять по формуле

, (8)

где Rn– расчетное сопротивление усталости для всех сталей, принимаемое равным соответственно для балок сварных и на высокопрочных болтах: Rn = 75 МПа (765 кгс/см2) и 95 МПа (930 кгс/см2) для сжатой верхней зоны стенки (сечения в пролете балки); Rn = 65 МПа (665 кгс/см2) и 89 МПа (875 кгс/см2) для растянутой верхней зоны стенки (опорные сечения неразрезных балок).

Значения напряжений в формуле (8) следует определять по п. 7.1.4* от крановых нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

7.1.6. Свободные кромки растянутых поясов подкрановых балок и балок рабочих площадок, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов, должны быть прокатными, строганными или обрезанными машинной кислородной или плазменно-дуговой резкой.

7.1.7*. Размеры ребер жесткости подкрановых балок должны удовлетворять требованиям п. 7.3.10., при этом ширина выступающей части двустороннего ребра должна быть не менее 90 мм. Двусторонние поперечные ребра жесткости не должны привариваться к поясам балки. Торцы ребер жесткости должны быть плотно пригнаны к верхнему поясу балки.

Изгибаемые элементы

7.2.1. Для расчета на прочность стенки балки в местах приложения нагрузки к верхнему поясу, а также в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами жесткости, следует определять местное напряжение sloc по формуле

(9)

где F – расчетное значение нагрузки (силы);

lef – условная длина распределения нагрузки, определяемая в зависимости от условий опирания; для случая опирания по рис. 5.

lef = b + 2tf, (10)

где tf – толщина верхнего пояса балки, если нижняя балка сварная (рис. 5, а), или расстояние от наружной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, если нижняя балка прокатная (рис. 5, б).

7.2.2. Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, следует выполнять по формуле

(11)

где Wc – следует определять для сжатого пояса;

jb – коэффициент, определяемый по СНиП.

При определении значения jb за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами продольных или поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей lef = l (где l – пролет балки) за расчетную длину консоли следует принимать: lef = l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l – длина консоли); расстояние между точками закреплений сжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

7.2.3*. Устойчивость балок не требуется проверять:

а) при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистую сталь и т. п.);

б) при отношении расчетной длины балки lef к ширине сжатого пояса b, не превышающем значений, определяемых по формулам табл. 7* для балок симметричного двутаврового сечения и с более развитым сжатым поясом, для которых ширина растянутого пояса составляет не менее 0,75 ширины сжатого пояса.

Таблица 7*

Место приложения нагрузки	Наибольшие значения lef /b, при которых не требуется расчет на устойчивость прокатных и сварных балок (при 1 £ h/b < 6 и 15 £ b/t £ 35)
К верхнему поясу	(12)
К нижнему поясу	(13)
Независимо от уровня приложения нагрузки при расчете участка балки между связями или при чистом изгибе	(14)
Обозначения, принятые в таблице 8*:b и t – соответственно ширина и толщина сжатого пояса;h – расстояние (высота) между осями поясных листов.Примечания: 1. Для балок с поясными соединениями на высокопрочных болтах значения lef /b, получаемые по формулам таблицы 7* следует умножать на коэффициент 1,2.2. Для балок с отношением b/t < 15 в формулах таблицы 7* следует принимать b/t = 15.

Закрепление сжатого пояса в горизонтальной плоскости должно быть рассчитано на фактическую или условную поперечную силу. При этом условную поперечную силу следует определять:

при закреплении в отдельных точках в которой j следует определять при гибкости l = lef/i (здесь i – радиус инерции сечения сжатого пояса в горизонтальной плоскости), а N следует вычислять по формуле

N = (Af + 0,25AW)Ry; (14, а)

при непрерывном закреплении по формуле

qfic = 3Qfic/l, (14, б)

где qfic – условная поперечная сила на единицу длины пояса балки;

Qfic – условная поперечная сила, в которой следует принимать j = 1, а N – определять по формуле (14,а).

7.2.4. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, следует выполнять по формуле

(15)

где x и y – координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей.

При выполнении требований п. 7.2.3*., а проверка устойчивости балок, изгибаемых в двух плоскостях, не требуется.

7.2.5. В балках, рассчитываемых с учетом развития пластических деформаций, стенки следует укреплять поперечными ребрами жесткости согласно требованиям пп. 7.3.10., 7.3.12. и 7.3.13., в том числе в местах приложения сосредоточенной нагрузки.

7.3. Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых и сжатых элементов

Стенки балок

7.3.1. Стенки балок для обеспечения их устойчивости следует укреплять:

поперечными основными ребрами, поставленными на всю высоту стенки;

поперечными основными и продольными ребрами;

поперечными основными и промежуточными короткими ребрами и продольным ребром (при этом промежуточные короткие ребра следует располагать между сжатым поясом и продольным ребром).

Прямоугольные отсеки стенки (пластинки), заключенные между поясами и соседними поперечными основными ребрами жесткости, следует рассчитывать на устойчивость. При этом расчетными размерами проверяемой пластинки являются:

a – расстояние между осями поперечных основных ребер;

hef – расчетная высота стенки (рис. 1), равная в сварных балках полной высоте стенки, в балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах – расстоянию между ближайшими к оси балки краями поясных уголков, в балках, составленных из прокатных профилей, – расстоянию между началами внутренних закруглений, в гнутых профилях (рис. 11) – расстоянию между краями выкружек;

t – толщина стенки.

Рис. 1. Расчетная высота стенки составной балки

а – сварной из листов; б – на высокопрочных болтах; в – сварной с таврами

7.3.2*. Расчет на устойчивость стенок балок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния (s, t и sloc).

Напряжение s, t и sloc следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициента jb.