Подбор сечения подкрановой балки

Рис. 2.5

2.2. Подсчет нагрузок

Расчетная вертикальная сила давления колеса

F = Fk γ_f γ_n k_d n_c=345∙1,1∙1,0∙1,0∙0,85=0,935F^н=0,935∙345=322,575.

Тормозная сила тележки:

Сила поперечного торможения на 1 колесо крана

Т _k = Т_о/n_о=21/2=10,5 кН

2.3. Определение расчетных усилий

Схема размещения колес на подкрановой балке для определения М_X и М_T (см. рис. 1.4, а)

Рис. 2.2

Определяем положение равнодействующей от трех грузов набалке относительно крайнего левого груза

Величина отрезка между равнодействующей и ближайшем к ней грузом (критическим):

C=Z-2d=2,5-1,2=1,3; С/2=0,65м.

Линия влияния М_X = М_F

Рис.2.3

Ординаты л.в. М_F:

∑y=2,3+2,965+0,69=5,955.

Расчетные моменты

М_X=α∙F∙∑y_i=1,07∙322,575∙5,955=2055,4 кНм,

М_T=T∙∑y=9,82∙5,955=58,48 кНм.

Схема размещения колес на подкрановой балке для определения Q_max и л.в. Q_max (см. рис. 1.5,а)

Рис 2.4

Ординаты л.в. Q_max:

∑y=1,0+0,9+0,475=2,375.

Расчетные поперечные силы

Qx_max=Q_F=∙F∙∑y_i=1,07∙322,575∙2,375=819,74кН

Qy=Q_T=T∙∑y=9,82∙2,375=23,32 кН

Подбор сечения подкрановой балки

Определяем . С учетом ослабления верхнего пояса отверстиями для крепления рельса

, где

- коэффициент, учитывающий ослабление верхнего пояса отверстиями болтов и напряжение в нем от болтовых сил.

Определяем из условия требуемой жесткости при .

Для балки симметричного сечения имеем:

Определяем оптимальную высоту балки из условия наименьшего расхода стали:

В соответствии с положением по унификации принимаем предварительную высоту балки h_w≈h-(≈40 мм)=1200 – 40 = 1160.

Из условия прочности стенки на срез

Требуемая толщина стенки из условия прочности на срез

.

Из условия обеспечения местной устойчивости стенки без продольного ребра жесткости необходимо

По условию прочности можно принять ; в этом случае что больше рекомендуемых по табл.1.2 значений h_opt нужно корректировать. Если принять , тогда - что соответствует принятому предварительно , т.к.

Принимаем стенку балки предварительно . Площадь стенки .

Определим требуемые площади всего сечения и поясов по формулам (18) при коэффициенте асимметрии

Учитывая воздействие боковых сил сечение поясов принимаем несколько больше требуемых A_f. По конструктивным требованиям . Принимаем

По формуле (19) проверяем местную устойчивость сжатого пояса

420<479, т.е. местная устойчивость сжатого пояса обеспечена.

Тормозную балку конструируем из швеллера № 24 и листа рифленой стали , (см. рис. 1.6).

Ширина листа тормозной балки определяем из выражения

, где

Определяем геометрические характеристики принятого сечения.

Момент инерции сечения балки брутто

Момент инерции отверстий в верхнем поясе 2 Æ 25

 

Момент инерции балки нетто

Момент сопротивления симметричного сечения

Определяем положение центра тяжести тормозной балки относительно оси подкрановой балки

.

Момент инерции сечения брутто относительно оси

Момент инерции площади ослабления

Момент инерции площадки сечения тормозной балки нетто

.

Момент сопротивления верхнего пояса балки

.

Статический момент полусечения (сдвигаемой части)

.

 

2.5. Проверка прочности по нормальным напряжениям в верхнем поясе

 

По нормальным напряжениям в верхнем поясе

Проверка по нормальным напряжениям в нижнем поясе

Проверка по касательным напряжениям

.

Проверка по напряжениям местного смятия стенки от давления кранового колеса

.

, где

Проверки показывают, что прочность принятого сечения обеспечена.