Усилие действующее в накладке:

Расчетным усилием для швов, прикрепляющих левые уголки пояса к фасонке, будет большее из:

Расчетным усилием для швов, прикрепляющих правые уголки пояса к фасонке, будет большее из:

Длины швов, прикрепляющих верхний пояс к фасонке приведены в таблице 5.8.

Конструктивно длина швов прикрепляющих пояса к фасонке принята по всей длине фасонки.

6 Расчет подкрановой балки

6.1 Статический расчет

6.1.1 Определение расчетных усилий от колес кранов

Таблица 6.1. - Технические характеристики крана.

Пролет балки	Грузоподъемность крана, Q_кр	Пролет крана, L_кр	Ширина крана, В	Расстояние между колесами	Давление колес Р₁^н	Вес тележки, g_т	Вес крана, общий	Режим работы	Коэффициент надежности по нагрузке	Коэффициент сочетания
м	кН	м	м	м	кН	кН	кН		j_f	К_с
6	800	21,5	9,35	1,575 0,8 4,6 0,8 1,575	370	380	1100	7к	1,1	0,85

Расчетная вертикальная нагрузка от колес при совместном действии двух кранов:

Р=К_д∙j_f∙К_с∙Р^н=1,1∙1,1∙0,85∙370=380,5 кН,

Здесь Р₁^н, Р₂^н – нормативное давление колес; К_д – коэффициент динамичности по п.4.9 /3/.

Расчетная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана от торможения тележки

Т_к= К_д∙j_f∙К_с∙Т_к^н=1,1∙1,1∙0,85∙14,75=15,1 кН,

Т_к^н= [(Q_кр+g_т)/N₀]∙f=[(800+380)/4]∙0,05=14,75 кН

Где Q_кр – грузоподъемность крана (кН); g_т – вес тележки (кН); N₀ – число колес на одной стороне крана; f – коэффициент трения (0,05 при гибком подвесе груза).

рис. 6.1. – Схема крановой нагрузки от двух сближенных кранов

При пролете балки 6 м. На ней помещается 4 колеса, но наихудшее положение крана:

рис. 6.2. – Схема определения максимального момента

Для определения положения равнодействующей от этих колес выбирается точка (первое колесо). Положение равнодействующей определяется из условия, что сумма моментов всех сил относительно первого колеса равна нулю. Поэтому расстояние от первого колеса до равнодействующей всех грузов:

6.1.2 Определение критического груза

Ближайшее к равнодействующей колесо считается критическим (колесо №1). Для его определения находят расстояния до этих колес.

6.1.3 Определение расстояний от колес до опор балки

Для определения М_max необходимо грузы на балке расположить так, чтобы критическое колесо P₅ и равнодействующая R находились на одинаковых расстояниях от середины пролета балки. Наибольший момент должен быть под критическим грузом.(см рис 6.2)

6.1.4 Проверка правильности расстановки колес на балке

Проверяем условие:

условие выполняется.

6.1.5 Определение наибольшего изгибающего момента

Изгибающие моменты можно определить по эпюре моментов, для чего построим ее (см рис 6.2)

6.1.6 Определение наибольшей поперечной силы

Для определения максимальной поперечной силы загружаем линию влияния поперечной силы на опоре рис. 5.3.

Рис. 6.3. Расчетная схема подкрановой балки при

Значение Q_max определяется линией влияния опорной реакции по формуле:

6.1.7 Определение изгибающего момента и поперечной силы в ПБ от сил торможения

От действия сил торможения тележки в горизонтальной плоскости верхнего пояса ПБ и тормозной балки возникает изгибающий момент и поперечная сила, полученные при расстановках, соответствующих M_max и Q_max . Поэтому значения моментов и поперечной силы находятся пропорционально отношению силы торможения и вертикального давления.

Момент

Поперечная сила

6.2 Подбор сечения подкрановой балки

Подбор сечения ведется по результатам статического расчета ПБ. Принимаем сталь марки С255 (t=10-20мм, R_y=240МПа).

6.2.1 Определение высоты подкрановой балки

По условию прочности определяют требуемый момент сопротивления балки:

Толщину стенки t_ω, мм принимаем по эмпирической формуле:

принимаем толщину стенки 12мм

где: h – высота подкрановой балки в метрах

Оптимальная высота подкрановой балки:

Т.к. нагрузка на подкрановую балку подвижна, ее сечение постоянно по длине.

По жесткости:

где: [f/l] – относительный прогиб по табл.19 [5] равен 1/400

= 370 кН – нормативное значение максимального давления от колеса мостового крана;

Принимаем h_б=90см.

6.2.2 Определение размеров поясов

Требуемый момент инерции подкрановой балки определяют по выбранной высоте:

момент инерции поясов выражают через площади поясных листов, пренебрегая при этом собственным моментом инерции поясов относительно горизонтальной оси:

(зададимся толщиной полок 1,8 см, тогда высота стенки 86,4см)

отсюда площадь поясного листа

по ранее принятой толщине пояса (t_f=1,8мм) определяем ширину пояса:

Из условия

принимаем пояс из листа сечением 18х300мм, А_f=54см²

В сжатом поясе должна быть обеспечена местная устойчивость свеса:

6.2.3. Выбор элементов тормозной балки

Тормозная балка состоит из верхнего пояса ПБ, горизонтального листа из рифленой стали толщиной 8мм и швеллера № 36.

Рис. 6.4. – Размеры подкрановой и тормозной балок

6.2.4 Определение геометрических характеристик подкрановых конструкций

Элемент сечения	Угол поворота	Зеркально
Лист 864 x 12	90.0
Лист 300 x 18
Лист 300 x 18
Лист 1340 x 8
Швеллеp с уклоном полок по ГОСТ 8240-89 36

Габариты сечения 1616.9 x 908.0 мм

Геометрические характеристики сечения

	Параметр	Значение
A	Площадь поперечного сечения	372.28	см²
	Угол наклона главных осей инерции	70.856	град
I_y	Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y	438369.28	см⁴
I_z	Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z	1229290.415	см⁴
I_t	Момент инерции при свободном кручении	197.914	см⁴
i_y	Радиус инерции относительно оси Y1	34.315	см
i_z	Радиус инерции относительно оси Z1	57.464	см
W_u+	Максимальный момент сопротивления относительно оси U	12463.716	см³
W_u-	Минимальный момент сопротивления относительно оси U	17848.0	см³
W_v+	Максимальный момент сопротивления относительно оси V	6680.949	см³
W_v-	Минимальный момент сопротивления относительно оси V	7257.658	см³
W_pl,u	Пластический момент сопротивления относительно оси U	19718.202	см³
W_pl,v	Пластический момент сопротивления относительно оси V	9662.616	см³
I_u	Максимальный момент инерции	1337667.823	см⁴
I_v	Минимальный момент инерции	329991.872	см⁴
i_u	Максимальный радиус инерции	59.943	см
i_v	Минимальный радиус инерции	29.773	см
a_u+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)	33.479	см
a_u-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)	47.942	см
a_v+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)	17.946	см
a_v-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)	19.495	см
y_M	Координата центра тяжести по оси Y	-42.831	см
z_M	Координата центра тяжести по оси Z	-61.946	см

Проектирование металлического каркаса (стр. 12 из 14)

6.1.5 Определение наибольшего изгибающего момента

6.1.7 Определение изгибающего момента и поперечной силы в ПБ от сил торможения

6.2 Подбор сечения подкрановой балки