Требуемый момент сопротивления балки

Рис. 9. (2.2)

где коэффициент, учитывающий дополнительные напряжения в верхнем поясе балки от сил поперечного торможения:

m – коэффициент условий работы кранов, для среднего режима работы m = 1,0 (для тяжелого и непрерывного режимов m = 0,9);

R - расчетное сопротивление стали. Так как подкрановые балки для мостовых кранов Q > 75 т выполняются только из легированных марок стали, то по табл. П.22 R = 290 МПа.

С другой стороны, для двутаврового сечения

, (2.3)

где J_x - момент инерции поперечного сечения балки относительно оси x ,

. (2.4)

Приравнивая правые части уравнений (2.2) и (2.3) с учетом формулы (2.4) и решая полученное равенство относительно неизвестной , определим минимальную толщину стенки балки:

мм.

Так как полученное значение много меньше нормативного интервала 14 – 20 мм (табл. П.20.), то для увеличения толщины стенки корректируем (уменьшаем) ширину пояса до b_n = 400 мм и повторяем расчет.

В результате получаем мм. Принимаем

мм,

что вписывается в заданный интервал значений мм.

Стенку подкрановой балки укрепляем поперечными ребрами, установленными через 1500 мм по её длине. Толщину ребер выбираем по эмпирической формуле Принимаем мм.

4. Проверка устойчивости элементов подкрановой балки.

Так как соотношение (2.1) в проектируемой балке выдержано, то устойчивость сжатого пояса обеспечена и проверять его на устойчивость не следует.

Проверку устойчивости стенки балки рекомендовано выполнять при условии:

Таким образом, стенка балки нуждается в проверке на устойчивость.

Так как на подкрановую балку передаются сосредоточенные силы в местах, не укреплён- ных поперечными ребрами жесткости, то про- верка на устойчивость стенки симметричной балки проверяем в сечении I - I, проходящем через середину 1-го отсека при найневыгодней- шем расположении грузов для поперечной силы (рис. 10).

(2.5)

где нормальное сжимающее напряжение для краевых волокон стенки, расположенных на уровне поясных швов;

Рис. 10 МПа,

М_х– изгибающий момент в сечении I – I:

= кН м,

y – расстояние от нейтральной оси балки до краевых волокон стенки:

мм ;

J_x – осевой момент поперечного сечения I – I:

мм⁴;

Мпа - местное напряжение смятия в стенке под со- средоточенной силой Р (контактным давлением колеса);

k₁- коэффициент, принимаемый равным 1,0;

мм, - условная длина распределения давления со- средоточенного груза Р;

МПа - осредненное касательное напряжение;

Q - поперечная сила в сечении I – I, где выполняется проверка устойчивости стенки:

Q = _max – Р = кН;

- нормальные и касательные критические напряжения, определяемые по эмпи- рическим формулам:

Мпа,

Мпа;

- отношение большей стороны отсека к меньшей:

m - коэффициент условий работы, для подкрановых балок: m = 0,9.

Подставив полученные значения в формулу (2.5), получим

Следовательно, устойчивость стенки обеспечена.

5. Расчет опорной части подкрановой балки (рис.11).

Опорная реакция передаётся с балки на колонну опорными ребрами. Требуемая площадь сечения опорного ребра.

мм²;

где R_A _max – максимальная опорная реакция балки (см. п.2). R_{A max} = Q ^P_max= 2350 мм;

= 430 МПа - расчетное сопротивление торцевой поверхности смятию (табл. П.22).

Рис.11.

Так как ширина подкрановой балки b_n = 400 мм, то минимальная толщина опорного ребра = мм. Принимаем мм

Размер выступающей части опорного ребра

а = Н_п.б. – h_c - 1850 – 1790 - = 20 мм.

Проверяем размер а по условию устойчивости:

мм.

Условие устойчивости выполняется.

6. Расчет поясных швов подкрановой балки.

Толщина поясных швов, соединяющих стенку балки с верхним поясом,

где Q - наибольшая поперечная сила в опасном сечении I – I, Q = 1855 кН;

S_n - статический момент верхнего пояса относительно нейтральной оси:

мм³ ;

- коэффициент, принимаемый равным: при ручной сварке – 0,7; при полуавтома-тической – 0,8; при автоматической сварке и ультракороткой дуге – 1,0. В нашем случае ;