Розробка проекту цеху по ремонту насосного обладнання, страница 9

    ІІІ тип – металеві каркаси, де несучі конструкції каркасу виконуються чисто металеві. Несучі конструкції покриття, колони і підкранові балки виконуються стальними, при прольотах 24м і більше і висотою до низу несучої конструкції більше 12м, вантажопідйомність обладнання більше 20т.

       Будівля, яка проектується єтрипролітною з прольотами 36м, відмітка низу несучої конструкції 11.6м, вантажопідйомність кранів 30т, крок колон 12м.

       При таких показниках будівля повинна проектуватися із металевого каркасу, який складається із поперечних рам.

       Рами із ригеля у вигляді ферми і колон.

        Матеріали для конструкцій підбираємо згідно вимог норм.

        Для ферми сталь С 245.

        Для колони сталь С 235.

        Для підкранової балки сталь С255.

 

2.1 Розрахунок та конструювання підкранової балки.

Розраховуємо підкранову балку на крайньому ряді колон прольотом 12 метрів. Вантажопідйомність кранів  Q = 30/5 т. Режим роботи середній. Проліт будівлі 36 метрів. Матеріал балки – сталь класу С255; R_y=230 мПа ( при ); R_S=135 мПа.  

2.1.1 Навантаження на підкранову балку.

Для крана Q=30/5 т. середнього режиму роботи найбільше вертикальне зусилля на колесі кН; вага візка кН; тип кранового рельса – КР-70. Горизонтальне зусилля на колесо:

 кН;

  кН;

2.1.2 Визначення розрахункових зусиль.

Максимальний момент виникає в перерізі, близькому до середини прольоту. Завантажуємо лінію впливу моменту в середньому прольоті, встановлюючи крани в найбільш невигідне положення (рис. 2.1а).

Розрахунковий момент від вертикального навантаження: кНм;

де =1,05 – коефіцієнт, який враховує вплив власної ваги підкранових конструкцій та тимчасового навантаження на гальмівному майданчику.

Розрахунковий момент від горизонтального навантаження:

кНм;

Для визначення максимальної поперечної сили завантажуємо лінію впливу поперечної сили на опорі, так як вказано на рис. 2.1, б.

Розрахункові значення поперечних сил:

кН;

 кН;

                   2.1.3 Підбір поперечного перерізу підкранової балки.

Приймаємо підкранову балку симетричного перерізу з гальмівною конструкцією у вигляді стального листа t=6мм та швелера №36.

Значення коефіцієнта  визначаємо за формулою:

;

Потрібний момент опору:

см³;

Задаємося ;

Оптимальна висота балки:

см;

Мінімальна висота балки:

см;

- момент від завантаження балки одним краном (  ).

Значення  визначаємо по лінії впливу, сума ординат лінії впливу при навантаженні від одного крана:

;

кН/м;

Приймаємо см;

Задаємо товщину палиць:

см, тоді

см;

З умови зрізу стінки силою маємо   

см;

Приймаємо стінку товщиною 1 см.

см;

Розміри поясних листів визначаємо за формулами:

см²;

см²;

Приймаємо пояс з листа 20*420 мм, = 84 см².

Стійкість пояса забезпечена, так як виконується умова.

2.1.4 Перевірка міцності перерізу.

Визначаємо геометричні характеристики прийнятого перерізу.

Відносно осі х-х:

момент інерції

см³;

см³ - момент опору.

Відносно осі у-у:

В її склад входять: верхній пояс, гальмівний лист, швелер. Відстань від осі підкранової балки до центра ваги перерізу:

 см;

см²;

 см²;

Перевіряємо нормальні напруження в верхньому поясі.

МПа;

Отже міцність забезпечена.

 

2.1.5 Перевірка жорсткості балки.

Обраховуємо відносний прогин балки від вертикальних нормативних навантажень наближено згідно формули:

;

Таким чином, підібраний переріз балки задовольняє вимогам міцності і жорсткості.

2.1.6 Розрахунок зварних з’єднань стінки з поясами.

 Верхні поясні шви підкранових балок з умови рівноміцності з основним металом рекомендується виконувати з проваром на всю товщину стінки, і тоді їх розрахунок не потрібен. Товщину поясних швів в загальному випадку найчастіше спочатку призначають із конструктивних міркувань і перевіряють їх на міцність за умовою (при розрахунку на міцність металу шва):

;

де ;

Q= 968 кН – розрахункова поперечна сила;

см³ - статичний момент верхнього поясу підкранової балки;

І = 454 000 см⁴ – момент інерції підкранової балки;

 - коефіцієнт надійності за навантаженням;