Подбор сечения подкрановой балки

Из условия общей прочности определяем требуемый момент сопротивления по формуле:

(2.7)

где b - коэффициент учитывающий влияние горизонтальных поперечных нагрузок на напряжения в верхнем поясе подкрановых балок, определим по формуле:

(2.8)

где h – высоты балки; предварительно определяем по формуле:

h = 0,1·L₁=0,1·12=1,2 м

h_t – ширина сечения тормозной конструкции;

предварительно принимаем h_t» h_н;

h_t = h_н = 1,5 м.

W_x= см³

Определяем оптимальную высоту балки по формуле:

(2.9)

где k – коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки,

принимаем k = 1,15 –для сварных балок;

t_w – толщина стенки балки; определяем по эмпирической формуле

t_w = 7 + 3h/1000; (2.10) t_w = 7 +3 = 10,6 мм; принимаем t_w =12 мм;

h_опт = 1,15 = 55,44 см.

Проверяем принятую толщину стенки из условия работы стенки на касательное напряжение на опоре по формуле:

(2.11)

где R_s – расчетное сопротивление материала стенки балки на сдвиг; определяем по формуле:

R_s =0,58 R_yn/ _m (2.12)

где g_m – коэффициент надежности по материалу (1.025) [2];

R_s = 0,58 = 138,6 МПа;

t_w = = 1,31 (см);

окончательно назначаем толщину стенки балки t_w =14 мм.

Минимальную высоту балки определяем из условия полного использования материала балки при загружении расчетной нагрузкой:

(2.13)

где g_e – коэффициент условий работы; для подкрановых конструкций g_e = 1,0;

E – модуль упругости второго рода; для стали E = 2,1×10⁵ кН/см²

– максимальный прогиб подкрановых конструкций; принимается в зависимости от группы режимов работы крана [2];

для групп режимов работы кранов 6К-8К:

M_n – момент от загружения балки одним краном;

M_n = k_n × S F_ki × y_i; (2.14)

M_n =0,95·[273,58∙(0,2331+1)] = 320,48 кН×м;

h_min= = 82,08 см;

принимаем h_min= 100см;

Окончательно принимаем высоту балки h=100 см

Для определения размеров поясных листов вычисляем требуемый момент инерции сечения балки I_xtp:

(2.15)

и момент инерции сечения стенки балки

(2.16)

где h_w – высота стенки балки, определяем по формуле:

h_w = h – 2×t_f (2.17)

где t_f – толщина поясного листа, принимаемая предварительно = 30 мм;

h_w =120-3*2= 94 см;

I_w = =96901,46см⁴;

I_{x тр} = =139454 см⁴.

Требуемая площадь сечения поясов балки определяется по формуле:

(2.18)

где I_f – момент инерции, приходящийся на поясные листы;

I_f = I_xтр – I_w = 139454-96901 = 42553 см⁴

h₀ = h – t_f =100-3 =97 см;

A_f = = 9,68 см²

Исходя из конструктивных соображений принимаем сечение пояса A_f = 3,0х20 = 60 см².

Устанавливаем размеры поясов балки

b_ef = ; b_ef=

Так как условие выполняется, то устойчивость пояса обеспечена;

По полученным данным принимаем сечение тормозной балки.

Рисунок 4 – Компоновка сечения тормозной балки.

Принятые обозначения: z₀ - расстояние до центра тяжести сечения швеллера: принимаем швеллер N40: z₀ =2,75 см;

t_t1 – толщина тормозного листа t_t1 = 8 мм;

b – ширина полки тормозного швеллера: b = 115 мм;

d₁ – величина наложения тормозного листа: d₁ = 40 мм;

d₂ – расстояние от центра колонны до швеллера: d₂ = 40 мм;

L_tl – длина тормозного листа:

L_tl = h_H – b_f/2 + d₁ – d₂ – b + d₁;

L_tl =150 - +4-4 – 11,5 +4 = 132,5 см;

x₁ – расстояние от центра тяжести тормозного пояса:

x₁ = L_tl/2 + b_f/2 – d₁;

x₁ =132,5/2 +20/2 –4 = 72,25 см.

x₂ – расстояние до центра тяжести сечения швеллера:

x₂ = h_H – d₂ – z₀

x₂ =150 –4 –2,75=143,25 см

x₀ – расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения швеллера:

(2.19)

x₀ = = 57,28 см.

Дата добавления: 2015-06-28