Исходные данные.
Требуется рассчитать подкрановую балку крайнего ряда пролетом 12 м под два крана грузоподъемностью Q = 50/10т.
Режим работы кранов –тяжелый. Пролет здания 24 м.
Материал балки сталь С345, Ry = 3200 кг/см2
Нагрузки на подкрановую балку
ширина моста В=6.65 м
база крана К=5.25 м
высота крана Н=3.15
давление колеса Рмакс= 46 т
давление колеса Рмин= 11.5 т
масса тележки Gт = 17.5 т
- масс крана с тележкой G = 65 т
Грузоподьемность Q= 50 т
Tk= 1.688 т
Определяем расчетное значение усилий на колесе крана
0.95·1.1·0.95·1.1·46=50.23
0.95·1.1·0.95·1·1.688=1.68
nс=0,95 зависит от условий работы крана (для тяжелого режима работы крана)
n=1,1 – нормативно установленное значение для крановой нагрузки
k1=1,1(согласно таб. 15.1 Беленя)
k2=1(согласно таб. 15.1 Беленя)
Определяем расчетные усилия
Определение Mmax
Равномерный момент от вертикальной нагрузки
1.05·50.23·(0.375+3+2.3+0)=299.31т*м
где a=1,05— учитывает влияние собственного веса подкрановых конструкций и временной нагрузки на тормозной площадке.
Расчетный момент от горизонтальной нагрузки
1.05·1.68·(0.375+3+2.3+0)=10.01т*м
Определение Qmax
Расчетные значения вертикальной, и горизонтальной поперечных сил
1.05·50.23·(0.008+0.446+0.563+1)=106.38
1.68·(0.008+0.446+0.563+1)=3.39
Высоту подкрановой балки предварительно зададим согласно прил.1 Беленя
hБ= 1400 мм
Принимаем подкрановую балку симметричного сечения с тормозной конструкцией в виде листа из рифленой стали t = 6мм и швеллера №16.
Значение коэффициента b определим по формуле
1+2·((10.01·1.4)/(299.31·1.5))=1.06
299.31·100·1000·1.062·0.95/3200=9436.68
97.143, согласно таб. 7.2 Беленя
Оптимальная высота балки
((3/2)·97.143·9436.683)^(1/3)=111.2см
Минимальная высота балки
|
|
см
600 для тяжелого режима работы крана
0.95·(50.23·1000·5.675)=270802.49кг*см
Принимаем hб = 140 см (кратной 10см)
Задаемся толщиной полок tF =2см, тогда hW = hб –2tF = 140–2·2=136
Определяем толщину стенки
1.5·0.95·106.38·1000/(136·1810.73)=0.62
Rs= 0.58·3200/1.025=1810.73 кг/см2
Принимаем tW= 1.4 мм.
136/1.4=97.14 ≈ 100
Размеры поясных листов определяем по формуле:
9436.683·140/2=660567.81 см4
1.4*136³/12=293469.87 см4
((660567.81-293469.87)/2)/((136+2)/2)²=38.553см2
bf=38.553/2=19.28
Применяем bf= см
Принимаем пояс из листа сечения AF = 2·28=56 см2
Устойчивость пояса обеспечена, т.к.
((28–1.4)/2)/2=6.65 
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*(28*2³/12+2*28*(136/2+2/2)²)=826739.2 см4;
826739.2/(140/2)=11810.56 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+2·28)=64.62см
0.6*78³/12+0.6*78*((78/2+12)-64.619)²+53.4*((150-3-2.68)-64.619)²+56*64.619²+2*56³/12=634721.83см4
634721.83/(64.619+28/2)=8073.39 см3
Проверяем нормальное напряжение верхнем поясе.
299.31·100·1000/11810.56+10.01·100·1000/8073.39=2658.25<3200·0.95=3040
Проверяем прочность стенки балки от действия местных напряжений под колесом крана.
1.1·48070/(1.4·21.506)=1756.22<3200 кг/см2
где 
46·1000·0.95·1.1=48070 кг
3.25·(405.67/1.4)^(1/3)=21.51
387+28·2^3/12=405.67 см4
IR= 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·(2·28^3/12)+136·1.4^3/12=7348.43 см4
7348.432/(140/10)=524.89 см3
299.31·1000·100·(136/2)/826739.2=2461.85 кг/см2
10.01·100·1000·(1.4/2)/7348.432=95.35кг/см2
106.38·1000·6988.8/(826739.2·1.4)=642.34 кг/см2
28·2·((136–2)/2)+1.4·136^2/8=6988.8 см3
Условие выполняется
= (2461.85^2–2461.85·95.35+95.35^2+3·642.34^2)^(1/2)=2659.49<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.
299.31·1000·100·(136/2)/826739.2=2461.85 кг/см2
106.38·1000·6988.8/(826739.2·1.4)=642.34 кг/см2
1.4·48070/(1.4·21.506)=2235.19 кг/см2
0.25·2235.19=558.8 кг/см2
0.3·2235.19=670.56 кг/см2
2·87225·1.4/461.67=529.01 кг/см2
0.25·529.01=132.25 кг/см2
местный крутящий момент, определяемый по формуле
Mt = Fe + 0,75 Qthr, =48070·1.5+0.75·1680·12=87225 кг*см
387+(28·2^3)/3=461.67
е – условный эксцентриситет, принимаемый равным 15 мм;
((2461.85+558.8)^2–(2461.85+558.8)·2235.19+2235.19^2+3·(642.34+670.56)^2)^0.5=3541.16кг/см2<1.15·3200=3680кг/см2