Расчет подкрановых и тормозных балок, Выбор сечения подкрановой балки по типовым проектам - Разработка схемы стального каркаса рамы

Выбор сечения подкрановой балки по типовым проектам

Подкрановые балки рассчитываются на два наиболее неблагоприятных по воздействию крана. При определении расчетного давления колеса крана учитывается коэффициент динамичности.

Где - максимальное нормативное давление колеса крана, принимаемое по ГОСТ 6711-81 (кН ); гf - коэффициент надежности по нагрузке, принимается гf=1,1; k - коэффициент динамичности, принимаем равным kd = 1,0, так как в проектируемом здании предусматриваются краны среднего и легкого режимов работы.

Горизонтальная нагрузка от поперечного торможения тележки с грузом, приходящаяся на одно колесо, определяется по формуле:

Где k - коэффициент, учитывающий тип подвеса груза, принимаем k=0,05 (гибкий подвес); Q - грузоподъемность Q = 100т = 1000 кН; GT - вес тележки GT = 37т=370 кН; n0 - число колес крана с одной стороны, получим:

Расчетная горизонтальная нагрузка, вызываемая продольным торможением моста крана, вычисляется по формуле:

Где nT - число тормозных колес крана расположенных на одной стороне крана, nT=0,5n0=2, получим:

Момент в середине балки от вертикальной и горизонтальной нагрузок определим по линии влияния (рис 3.1).

Предварительно проверим расстановку грузов по критериям:

,

,

Где R1 - равнодействующая грузов, расположенных на участке A без учета критического груза Fcr; Fcr - груз, расположенный над вершиной линии влияния; ?Fi - сумма давления всех грузов, расположенных на балке пролетом L. По схеме расположения кранов приведенной на рис. 3.1 получим: ;

Проверим, выполняются ли условия:

;

Оба критерия выполняются, поэтому расстановку грузов считаем правильной.

Mmax: y0=ab/l=1.5

Вычислив ординаты линии влияния, определим изгибающие моменты в подкрановой балке от вертикальной нагрузки по формуле:

Где Fmax - вертикальная расчетная нагрузка на одно колесо крана; yi - ординаты линии влияния под грузом Fmax; - коэффициент сочетаний при учете двух кранов режимов работы 1К-6К, равный 0,85; - коэффициент, учитывающий собственный вес подкрановой балки, тормозной конструкции и рельса, при l=12м =1,03, =1,03. Получим:

Поперечные силы определяем по линиям влияния на опоре балки Qmax и в том же сечении, что и изгибающие моменты.

Компоновка сечения балки

Определим требуемый момент сопротивления по наибольшему изгибающему моменту в балке:

,

Здесь в - коэффициент, учитывающий влияние горизонтальной нагрузки, принимаем равным 0,9; - коэффициент условий работы, =1; Rу-расчетное сопротивление стали, 240МПа, получим:

Определим минимальную высоту балки из условия требуемой жесткости:

Где l-пролет балки; n0-величина обратная предельному прогибу, для среднего режима работы n0=500; - усредненный коэффициент надежности, =1,15; kd-коэффициент динамичности, kd=1,15,

Высота балки по приближенной формуле:

Определим толщину стенки из двух условий :

1) Из условий прочности на срез от поперечной силы на опоре:

2) Из условия постановки только поперечных ребер жесткости:

Принимаем толщину стенки равной tw=12 мм по ГОСТ 19903-74

Определим оптимальную высоту стенки по формуле:

Сечение стенки по ГОСТ 19903-74 принимаем 1400 х 12 мм.

Пренебрегая асимметрией поперечного сечения балки принимаем условно Суммарную площадь сечения поясов определим по формуле:

,

Площадь верхнего с учетом коэффициента в будет равна:

,

Площадь нижнего будет равной:

,

Ширину верхнего пояса принимаем 450 мм.

Требуемая толщина верхнего пояса:

По ГОСТ 82-70 принимаем сечение верхнего пояса равным 450 х 22 мм.

Проверим устойчивость пояса:

,

Устойчивость пояса обеспечена.

Ширина нижнего пояса:

,

Размеры поясов (ГОСТ 82-70 и ГОСТ 19903-74) приняты: верхнего - 450 х 22;

Нижнего - 380 х 22.

Геометрические характеристики

Площадь поясов:

Площадь подкрановой балки:

,

поперечные сечения подкрановой и тормозной балок

Рисунок 3.2 - Поперечные сечения подкрановой и тормозной балок

Определим координату центра тяжести сечения балки:

,

Моменты инерции относительно центральной оси брутто и нетто будут равны:

,

,

Моменты сопротивления для верхней и нижней точек сечения:

,

Статические моменты верхнего и нижнего поясов и полусечения S:

,

,

,

Геометрические характеристики тормозной балки:

Для швеллера №16: A=18,1см2; Ix=747см4; Iy=63,3см4; Wx=93,4см3. Лист тормозной балки толщиной 6 мм.

Площадь сечения балки:

,

Координата центра тяжести:

,

Момент инерции брутто и нетто:

,

,

Моменты сопротивления для крайних точек тормозной балки:

,

,

Проверочные расчеты

Максимальные напряжения общего изгиба - нормальные в середине балки определяют по формулам:

,

,

,

Касательные напряжения на опоре подкрановой балки вычисляются по формуле:

,

Для проверки прочности по местным напряжениям предварительно определим сумму собственных моментов инерции пояса и кранового рельса - КР-100 ().

,

- сумма собственных моментов инерции пояса и кранового рельса, определим условную длину распределения местного давления по формуле:

,

Тогда

Для стенок балок должны так же выполнятся условия прочности по приведенным и средним касательным напряжениям:

, где

,

,

Вычислим прочность по приведенным напряжениям:

,

Проверим прочность наружного пояса по формуле:

,

Жесткость подкрановой балки проверяем от нормативной нагрузки:

,

,

Условие жесткости выполняется.

Для определения толщины верхних поясных швов необходимо вычислить усилия T и V на опоре балки:

,

,

,

,

,

.Катет шва по металлу границы сплавления:

,

По таблице 38* СНиП II.23-81* принимаем катет шва равным 6 мм.

Принимаем b=360 мм. Проверим устойчивость ребра, предварительно определив:

; .

Устойчивость считаем обеспеченной, так как выполняется условие:

Определяем катет шва крепления опорного ребра балки:

,

Принимаем Kf = 6мм, в соответствии с таб. 38* [1].

Похожие статьи




Расчет подкрановых и тормозных балок, Выбор сечения подкрановой балки по типовым проектам - Разработка схемы стального каркаса рамы

Предыдущая | Следующая