Расчет подкрановых и тормозных балок

3. РАСЧЕТ ПОДКРАНОВЫХ И ТОРМОЗНЫХ БАЛОК

3.1 Определение усилий в подкрановой и тормозной балках

Подкрановые балки рассчитываются на два наиболее неблагоприятных по воздействию крана. При определении расчетного давления колеса крана обязательно учитывается коэффициент динамичности.

где – максимальное нормативное давление колеса крана, принимаемое по ГОСТ (равное кН  ); γ_f – коэффициент надежности по нагрузке, принимается γ_f=1,1; γ₁ – коэффициент динамичности, принимаем равным γ₁=1,1, так как в проектируемом здании предусматриваются краны 6К..7К режимов работы; получим:

кН

Горизонтальная нагрузка от поперечного торможения тележки с грузом, приходящаяся на одно колесо определяется по формуле:

где k – коэффициент, учитывающий тип подвеса груза, принимаем k=0,05 – гибкий подвес; Q – вес груза (грузоподъемность Q=500кН); G_T – вес тележки G_T=135кН; n₀ – число колес крана с одной стороны, получим:

кН

Расчетная горизонтальная нагрузка, вызываемая продольным торможением моста крана, вычисляется по формуле:

где n_T – число колес тележки n_T=2, получим:

кН

Учтем воздействие крутящего момента от колеса крана по формуле:

где e – условный эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки, равный 15мм;  h_r – высота рельса h_r=130мм

кН

Определим погону нагрузку на пояса балок:    ,    

где p= p_н∙γ_f =1,5∙1,1=1,575кПа – расчетная погонная нагрузка; откуда

кН/м          кН/м

Собственный вес балки определим по формуле:

кН/м, здесь

α – коэффициент веса балки, равный α=0,4, так как балка проектируется под кран грузоподъемностью 125т; g_р – вес одного метра подкранового рельса, равный 0,64кН

Момент на расстоянии х/2от середины балки определим по линии влияния (рис 10), где х – размер крановой консоли, т.е. равен 1500/2=750мм. Предварительно проверим расстановку грузов по критериям:         и      , где

R₁ – равнодействующая грузов, расположенных на участке a без учета критического груза F_КР; F_КР – груз, расположенный над вершиной линии влияния; ∑F_i – сумма давления всех грузов, расположенных на балке пролетом l. По схеме расположения кранов приведенной на рис 10 получим:      кН;           кН;

кН

Проверим, выполняются ли условия:  ;

оба критерия выполняются, поэтому расстановку грузов оставляем без изменения.

Рисунок 10 – Лини влияния изгибающих моментов и поперечных сил в сечениях балки

Вычислив ординаты линии влияния, определим изгибающие моменты в подкрановой балке от вертикальной нагрузки по формуле:   , где

ψ – коэффициент сочетаний ψ=0,85, так как в пролете работают два крана легкого и среднего режима работы; F_i – вертикальная расчетная нагрузка на одно колесо крана; Y_i – ординаты линии влияния под грузом F_i; ω – площадь линии влияния; p_п – временна нагрузка, действующая на подкрановую баку. Получим:

 кН∙м

Изгибающий момент My от горизонтальной нагрузки определяется при том же положении колес крана, что и при вертикальной нагрузке:

кН∙м

Изгибающий момент в середине наружного пояса тормозной балки определим по формуле:                          кН∙м

Поперечные силы определяем по линиям влияния на опоре балки Q_A и в том же сечении, что и изгибающие моменты.

, получим

- на опоре:   кН

- в пролете:  кН

Для расчета поясных швов и узлов крепления подкрановых балок вычислим поперечную силу на опоре балки от горизонтальных сил:

                                кН

3.2 Компоновка сечения балки

Определим требуемый момент сопротивления  по наибольшему изгибающему моменту в балке:                                         ,

здесь β – коэффициент, учитывающий влияние горизонтальной нагрузки, принимаем равным 0,9, получим:                   см³

Вычислим высоту стенки балки по приближенной формуле:

 см

Определим минимальную высоту балки из условия требуемой жёсткости:

мм

По большей высоте определим толщину стенки, из условия прочности на срез от поперечной силы на опоре:

см