Расчет подкрановой балки

Подкрановые конструкции воспринимают воздействия от различного подъемно-транспортного оборудования. Основным видом такого оборудования являются мостовые краны.

Подкрановые конструкции под мостовые краны обычно состоят из подкрановых балок, воспринимающих вертикальные нагрузки от кранов, тормозных балок, воспринимающих поперечные горизонтальные воздействия, узлов крепления подкрановых конструкций, передающих крановые воздействия на колонны, крановых рельсов с элементами их крепления и упоров.

Основные несущие элементы подкрановых конструкций: подкрановые балки могут иметь различную конструктивную форму. Наиболее часто применяются сплошные разрезные подкрановые балки. Разрезные подкрановые балки просты в монтаже, нечувствительны к осадке опор, однако имеют повышенный расход стали.

Нагрузки от крана передаются на подкрановую конструкцию через колеса (катки) крана, расположенные на концевой балке кранового моста. В зависимости от грузоподъемности крана с каждой стороны моста могут быть два, четыре катка и более.

Подкрановые конструкции рассчитывают, как правило, от двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности, с тележками, приближенными к одному ряду колонн, т. е. в положении, при котором на подкрановые конструкции действуют наибольшие вертикальные силы. Одновременно к балке прикладываются и максимальные поперечные горизонтальные усилия.

Наибольшие вертикальные усилия на колесе F_кⁿ и другие характеристики принимаются по приложению1.

Поперечное горизонтальное усилие на колесе при расчете подкрановых балок определяется по формулам:

= 0,05 (9,8 Q +G_t)/n₀ -

-для кранов среднего и легкого режимов работы с гибким подвесом груза.

где Q-номинальная грузоподъемность крана;

G_t -вес тележки, кН; n_o- число колес с одной стороны крана. Расчетное значение усилий на колесе крана определяется с учетом коэффициента надежности по назначению γ_n

F_k= γ_n *n*n_c*k₁ * F_кⁿ

Т_к= γ_n *n*n_c* k₂ *

где:

n - коэффициент надежности по нагрузке (коэффициент перегрузки) принимается равным n = 1.1 - для крановых нагрузок.

n_c -коэффициент сочетания, равного при учете нагрузок от двух кранов среднего и

легкого режима работы 0,85.

k₁, k₂ - коэффициены динамичности, учитывающий ударный характер нагрузки при движении крана по неровностям пути и на стыках рельсов и принимаемый по табл. 3

Таблица 3- коэффициенты динамичности.

Режим работы кранов	Шаг колонн, м	k	k
Легкий, средний	Независимо от В
Тяжелый	B≤12	1,1
B>12
весьма тяжелый	B≤12	1,2	1,1
B>12	1,1	1,1

Для определения расчетных моментов от вертикальной и горизонтальной нагрузок загружаем линию влияния момента в среднем сечении т. к. максимальный момент возникает в сечении,близком к середине пролета, устанавливая краны невыгоднейшим образом.

Расчетный момент от вертикальной нагрузки:

М_х=α*ΣF_k*y_i

где y_i - ординаты линий влияния; α - коэффициент учитывающий влияние собственного веса подкрановых конструкций и временной нагрузки на тормозной площадке равный:

α - для балок пролетом 6м. - 1,03; для балок пролетом 12м. - 1,05. Расчетный момент от горизонтальной нагрузки:

М_y=ΣT_k*y_i

Для определения максимальной поперечной силы загружаем линию влияния поперечной силы на опоре. Расчетные значения вертикальных и горизонтальных поперечных сил:

Q_х=α*ΣF_k*y_i

Q_y=ΣT_k*y_i

Подбор сечения подкрановых балок выполняют в том же порядке, что и

обычных балок. Влияние горизонтальных поперечных нагрузок на напряжение в верхнем поясе учитывают коэффициентом

Для балок без тормозных конструкций значения этого коэффициента принимают: при кранах грузоподъемностью:

5т.- 1,2; 10т.и 12,5т.-1,25; 20т.- 1,35; 32т.- 1,45.

высотой балки задаются в пределах (1/6÷1/10) *l

где:

l- пролет подкрановой балки.

Требуемый момент сопротивления балки

см³

Из условия жесткости максимальный прогиб балки.

f= F_knl³/48 EI_x< f_u

где:

f_u - максимальный регламентируемый нормами прогиб подкрановых конструкций установлен из условия обеспечения нормальной эксплуатации кранов и зависит от режима их работы.

для легкого режима работы [ f _u]=l/400.

для среднего режима работы [ f _u ]=l/500.

для тяжелого и весьма тяжелого режима работы [f _u ]=l/600.

Требуемый момент инерции балки

I _{x тр} = F_kn l³ /48Ef_u

Из условий: W_x > W_xтр и I_x > I_xтр

Принимаем сечение балки по сортаменту из условия обеспечения крепления рельса (ширина пояса должна быть не менее 220мм.)

Выписываем геометрические характеристики выбранного двутавра.

I_x; I_y ; W_x;W_y; h; t_w; b_f; t_f; S_1/2.Ỉ

Момент инерции верхнего пояса относительно оси «у»

I_fy = I_y /2

Момент сопротивления верхнего пояса относительно оси «у»

W_ay = W_y /2

Проверка прочности балки по нормальным напряжениям.

Проверка прочности балки по касательным напряжениям.

T = Q_max S_1/2 / I_xt_w < R_s

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

- расчетная нагрузка на колесе крана без учета динамичности,

-коэффициент увеличения нагрузки на колесе, учитывающий возможное перераспределение усилий между колесами и динамический характер нагрузки, принимается равным:

1,6 - для кранов с жестким подвесом груза,

1,4 - при кранах особого режима работы с гибким подвесом груза,

1,1 - при прочих кранах;

t _w - толщина стенки;

- условная расчетная длина распределения усилия зависит от жесткости пояса, рельса и сопряжения пояса со стенкой, определяется по формуле:

Для сортаментного профиля

l₀=c ^.√J_p /t_w

гле с- коэффициент учитывающий степень податливости соединения пояса истенки балки, для балок из прокатного профиля с=3,25

J_p- момент инерции кранового рельса в случае приварки рельса швами, обеспечивающими совместную работу рельса и пояса.(см. табл.4)

t_w толщина стенки двутавра.

Таблица 4- Геометрические характеристики подкрановых рельсов

.

Дата добавления: 2014-11-16