Нагрузки на подкрановую балку

Задаемся толщиной полок t_F =2см, тогда h_W = h_б –2t_F = 140–2·2=136

Определяем толщину стенки

1.5·0.95·112.16·1000/(136·1810.73)=0.65

R_s= 0.58·3200/1.025=1810.73 кг/см2

Принимаем t_W= 1.4 мм.

136/1.4=97.14 ≈ 100

Размеры поясных листов определяем по формуле:

9921.539·140/2=694507.73 см4

1.4*136³ /12=293469.87 см4

((694507.73-293469.87)/2)/((136+2)/2)² =42.117см²

bf=42.117/2=21.06

Применяем bf= см

Принимаем пояс из листа сечения A_F = 2·34=68 см²

Устойчивость пояса обеспечена, т.к.

((34–1.4)/2)/2=8.15 0.5·(2100000/3200)^0.5=12.81

По полученным данным компонуем сечение

Проверка прочности сечения.

Определяем геометрические характеристики приня­того сечения.

Относительно оси х- х:

1.4*136³ /12+2*(34*2³ /12+2*34*(136/2+2/2)² )=941011.2 см⁴;

941011.2/(140/2)=13443.02 см³

Геометрические хар-ки тормозной балки относительно оси y-y (в состав тормозной балки входят верхний пояс, тормозной лист и швеллер):

- расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения:

((0.6)·(78)·(78/2+12)+53.4·(150–3–2.68))/(0.6·78+53.4+2·34)=60.01см

0.6*78³ /12+0.6*78*((78/2+12)-60.009)² +53.4*((150-3-2.68)-60.009)² +68*60.009² +2*68³ /12=704390.37см⁴

704390.37/(60.009+34/2)=9146.86 см3

Проверяем нормальное напряжение верхнем поясе.

315.58·100·1000/13443.017+10.01·100·1000/9146.86=2456.97< 3200·0.95=3040

Проверяем прочность стенки балки от действия местных напряжений под колесом крана.

1.1·50682.5/(1.4·21.577)=1845.57< 3200 кг/см²

где 48.5·1000·0.95·1.1=50682.5 кг

3.25·(409.67/1.4)^(1/3)=21.58

387+34·2^3/12=409.67 см⁴

I_R= 387 см⁴- момент инерции рельса КР-120 (по приложению 14)

y=3, 25- коэффициент податливости сопряжения пояса и стенки для сварных балок.

Проверка стенки подкрановой балки на совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений на уровне верхних поясных швов.

2·(2·34^3/12)+136·1.4^3/12=13132.43 см⁴

13132.432/(140/10)=938.03 см³

315.58·1000·100·(136/2)/941011.2=2280.47 кг/см²

10.01·100·1000·(1.4/2)/13132.432=53.36кг/см²

112.16·1000·7792.8/(941011.2·1.4)=663.45 кг/см²

34·2·((136–2)/2)+1.4·136^2/8=7792.8 см³

Условие выполняется

= (2280.47^2–2280.47·53.36+53.36^2+3·663.45^2)^(1/2)=2530.26< 1.3·3200=4160 кг/см2

В сжатой зоне стенок подкрановых балок из стали с пределом текучести до 400 МПа (4100 кгс/см²) должны быть выполнены условия:

Расчет по формуле 141

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

315.58·1000·100·(136/2)/941011.2=2280.47 кг/см²

112.16·1000·7792.8/(941011.2·1.4)=663.45 кг/см²

1.4·50682.5/(1.4·21.577)=2348.91 кг/см²

0.25·2348.91=587.23 кг/см²

0.3·2348.91=704.67 кг/см²

2·91143.75·1.4/477.67=534.27 кг/см²

0.25·534.27=133.57 кг/см²

местный крутящий момент, определяемый по формуле

M_t = F_e + 0, 75 Q_th_r, =50682.5·1.5+0.75·1680·12=91143.75 кг*см

387+(34·2^3)/3=477.67

е – условный эксцентриситет, принимаемый равным 15 мм;

((2280.47+587.23)^2–(2280.47+587.23)·2348.91+2348.91^2+3·(663.45+704.67)^2)^0.5=3552.52кг/см2< 1.15·3200=3680кг/см2

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

0.5·(2280.47^2+0.36·663.45^2)^0.5+0.4·587.23+0.5·534.27=1659.5кг*см2< 3200кг/см2

Проверяем местную устойчивость стенки.

136/1.4·(3200/2100000)^(1/2)=3.79

Cтенку следует укреплять поперечными рёбрами жёсткости в соответствии с требованиями п 7.10 (СНиП II-23-81)

Расстояние между основными поперечными рёбрами жёсткости не должны превышать 2h_ef при lw> 3, 2:

2·136=272 см

Принимаю a=200см

112.16·1000/(1.4·136)=589.08 кг/см2

1.4·50682.5/(1.4·21.577)=2348.91 кг/см2

10.3*(1+0.76/(1.471)² )*1810.73/(3.792)² =1752.6 кг/см2

200/136=1.47

(136/1.4)·(3200/2100000)^(1/2)=3.79

136

51.28*3200/(3.792)² =11411.99

c₂= 51.280

31.588*3200/(5.577)² =3249.91

c₁= 31.588

2*(34/136)*(2/1.4)³ =1.458

200/136=1.47

(200/1.4)·(3200/2100000)^(1/2)=5.58

((2280.47/11411.99+2348.91/3249.91)^2+(589.08/1752.6)^2)^(1/2)=0.98< 1, 4

Размеры рёбер жёсткости

136·10/30+40=85.33мм

Принимаю ширину ребра b_h=100мм

2·100·((3200/2100000)^(1/2))=7.81

Принимаю толщину ребра t_s=10 мм

Расчет опорного ребра.

Принимаем высоту выступающей части опорного ребра а=2см.

При требуемая площадь поперечного сечения опорного ребра определяем из условия прочности ребра на смятие: ,

где 112160 кг

4800/1.025=4682.93 кг/см2

- сопротивление смятию торцевой поверхности,

=1, 025 – коэффициент надежности по материалу,

4800 кг/см2- временное сопротивление стали разрыву;

112160/4682.93=23.95 см2

Примем толщину и ширину опорного ребра равными толщине и ширине полки сечения ПБ. Фактическая площадь поперечного сечения опорного ребра:

2·34=68 см2

Участок стенки балки вблизи опоры рассчитывается на устойчивость. Расчет проводится для сечения стенки шириной:

0.65·1.4·(2100000/3200)^0.5=23.31 см

2·34+23.31·1.4=100.63 см

(2*34³ )/12+(23.31*1.4³ )/12=6556 см4

(6556/100.634)^0.5=8.07 см4

За расчетную длину принимаем высоту стенки на опоре. Тогда гибкость:

140/8.07=17.35

По табл.72 [1] принимаем коэффициент продольного изгиба: 0.978

Проверим устойчивость стенки:

112160/(100.634·0.963)=1157.36 < 3200кг/см2

- устойчивость стенки обеспечена.

Расчёт стропильной фермы.

Постоянная нагрузка. Нагрузка от покрытия q_пост= 0.1696 т/м2

Узловые силы:

F1=3·0.1696·12=6.11 т

Опорные реакции: R= (6.1056·9)/2=27.48т

Снеговая нагрузка. Расчётная нагрузка: q_снег= 0.32 т/м2

F1= 3·0.32·12=11.52 т

Опорные реакции:

R= (11.52·9)/2=51.84 т

Нагрузка от рамных моментов:

1-я комбинация

Mmax1= 93.24 т*м

Mmax2= 108.6 т*м

2-я комбинация

Mmax1= 93.24–51.47=41.77 т*м

Mmax2= 108.6–51.47=57.13 т*м

Нагрузка от распора рамы:

1-я комбинация

H1= -1.67+-3.915+-3.96+-1.755+-1.314=-12.614

H2= -1.67+-3.915+-3.267+-1.197+-2.106=-12.155т

1-я комбинация

H1= -1.67+-3.96+-1.755+-1.314=-8.699т

H2= -1.67+-3.267+-1.197+-2.106=-8.24т