Строительство и архитектура \ Металлические конструкции

Расчет подкрановых и тормозных балок, страница 2

Из условия постановки только поперечных ребер жесткости, для обеспечения местной устойчивости стенки балки, толщина стенки составит:

см

Принимаем толщину стенки равной t=10 мм по ГОСТ 19903-74

Определим оптимальную высоту стенки по формуле:

см

Сечение стенки по ГОСТ 19903-74 принято 800 х 10 мм.

Суммарную площадь сечения поясов определим по формуле:

см²

Площадь верхнего с учетом коэффициента β будет равно:

см²

площадь нижнего будет равной: см²

Ширину верхнего пояса назначают из соотношения:,

получим 800/4 = 200 мм принимаем ширину верхнего пояса равной 200 мм.

Требуемая толщина пояса будет равна: см

По ГОСТ 82-70 принимаем сечение верхнего пояса равным 200 х 28 мм.

Проверим устойчивость пояса:

, получим:

устойчивость пояса обеспечена.

Ширина нижнего пояса см.

Размеры поясов (ГОСТ 82-70) приняты: верхнего – 200 х 28; нижнего – 180 х 28.

3.3 Проверочные расчеты сечения подкрановой балки

Определим геометрические характеристики сечения подкрановой балки:

-площадь поясов: см² см²;

-площадь сечения подкрановой балки: см²

Определим координату центра тяжести сечения балки:

см

Моменты инерции относительно центральной оси брутто и нетто будут равны:

см⁴

Моменты сопротивления для верхней и нижней точек сечения:

см³ см³

Статические моменты верхнего S₂, нижнего S₁поясов и полусечения S:

см³ см³

см³

Геометрические характеристики тормозной балки:

Для швеллера №16: A=18,1см²; I_x=747см⁴; I_y=63,3см⁴; W_x=93,4см³. Лист тормозной балки толщиной 6мм.

Площадь сечения балки см²

Координата центра тяжести: см

Момент инерции брутто и нетто:

см⁴

Моменты сопротивления для крайних точек тормозной балки:

см³ см³

Рисунок 11 – Поперечные сечения подкрановой и тормозной балок

В сварных подкрановых балках проверяют наибольшие краевые напряжения общего изгиба и напряжения в стенке, обусловленные деформациями общего изгиба, а также местного смятия.

Максимальные напряжения общего изгиба – нормальное в середине балки определяют по формулам:

, получим:

МПа

- напряжения в нижнем поясе вычисляются по формуле:

, получим МПа

Запас прочности по нормальным напряжениям общего изгиба допустимо, так как составляют .

Касательные напряжения на опоре подкрановой балки вычисляются по формуле:

, получим: МПа

Для проверки прочности по местным напряжениям предварительно определим сумму собственных моментов инерции пояса и кранового рельса - I₁_f,

см⁴

определим условную длину распределения местного давления по формуле:

см

тогда , получим МПа

Для стенок балок должны так же выполнятся условия прочности по приведенным и средним касательным напряжениям: , где

, получим: МПа

, получим МПа

Вычислим прочность по приведенным напряжениям:

МПа

Проверим прочность наружного пояса по формуле:

, получим МПа

Жесткость подкрановой балки проверяем от нормативной нагрузки

по формуле:

Вычислим момент от нормативной нагрузки: кН∙м, откуда

условие жесткости выполняется:

3.4 Проектирование деталей подкрановой балки

Для определения толщины верхних поясных швов необходимо вычислить усилия T и V на опоре балки:кН/м кН/м

тогда по металлу шва: мм

по металлу границы сплавления: мм

По таблице 38* СНиП II.23-81* принимаем катет шва равным 6 мм.

Опорное ребро балки выполняют с фрезерованным торцом и рассчитывают на смятие и устойчивость. Примем толщину ребра равной толщине пояса t_f=22мм, ширину ребра определим из условия прочности на торцевое смятие от опорного давления:

см