Расчет подкрановой балки. Сбор нагрузок. Определение расчетных усилий. Подбор сечения балки. Установление размеров опорной части балки с проверкой на устойчивость, страница 2

Момент инерции нетто сечения, ослабленного двумя отверстиями диаметром 15мм для крепления рельса КР-70:

.

Моменты сопротивления сечения:

,

.

Статический момент полусечения: ,

,

.

Поверочные расчеты.

а) Расчет на прочность по нормальным напряжениям:

;

;

б) Расчет на срез на опоре:

в) Проверка прочности стенки на действие максимальных местных напряжений:

, где:  – условная расчетная длина распределения местного давления;

;

с – коэффициент, принимаемый для сварных балок равным 3,25;

 – коэффициент увеличения вертикальной сосредоточенной нагрузки на колесо.

г) Проверка стенки балки на уровне поясных швов на совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений:

;

, где: ;

;

д) Расчет на выносливость:

, где:  – коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений, и принимается для режима работы 4К равным 1,1;

 – расчетное сопротивление усталости (табл.32 [1])

 – коэффициент надежности [15];

;

 – коэффициент асимметрии напряжений  [15] .

е) Проверка общей устойчивости:

, где:  принят по приложению 7* [1].

ж) Проверка местной устойчивости элементов сечения:

Местная устойчивость сжатого пояса:

местная устойчивость сжатого пояса обеспечена.

Условная гибкость стенки:местная устойчивость стенки обеспечена.

и) Проверка прогиба:

1,

Где  .

тогда формула проверки жесткости будет иметь вид:

.

к) Соединение поясов со стенкой:

Для наложения сварных швов принимаем автоматическую сварку под слоем флюса. По табл. 55 СНиП II-23-81* для конструкции I группы в климатическом районе II₄ для стали С235 принимаем сварочную проволоку Св-08А (ГОСТ 2246-70*) под флюсом АН-348А (ГОСТ 9087-81*).

По таблице 56 для сварочной проволоки Св-08А принимаем расчетное сопротивление углового шва по металлу шва .

Для стали С235 по таблице 51 принимаем .

Расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления .

Принимаем диаметр сварочной проволоки 4мм. По табл. 34 для автоматической сварки и наложения шва в лодочку при катете шва 3÷16 мм принимаем коэффициенты .

Определяем расчетное сечение углового шва:

;

.

Расчет ведем по металлу границы сплавления.

Определяем требуемый катет поясного шва:

Определим по конструктивным требованиям максимальный катет шва: .

Определяем конструктивно минимальный катет шва: при , автоматической сварке, с двусторонними швами по таблице 38 СНиП II-23-81^*  принимаем .

Окончательно назначаем катет поясного шва .

Результирующее напряжение в шве равно:

,

;

;

.

 2.4.4 Установление размеров опорной части балки с проверкой на устойчивость.

Рис. 2  Опорная часть балки

Принимаем вылет опорного ребра за нижний пояс а=20мм, что гарантирует выполнение условия a≤t_р, следовательно, расчет опорного ребра ведем на смятие.

По таблице 52^* СНиП II-23-81^* при временном сопротивлении R_un=370 МПа сопротивление смятия торцевой поверхности (при наличии пригонки) .

Определяем требуемую площадь сечения опорного ребра из условия смятия:

;

;  .

Исходя из сортамента и требований местной устойчивости принимаем: .

Местная устойчивость опорных ребер будет обеспечена, если:

.

Проверяем прочность опорного ребра на смятие:

.

Проверим устойчивость опорной части балки на действие опорной реакции как условной стойки высотой h_w относительно оси x-x. В сечение стойки включается сечение опорного ребра, а также постоянно устойчивый участок стенки длиной с.

.

Площадь стойки: .

Момент инерции стойки: .

Радиус инерции стойки: 

Гибкость стойки:

По таблице 72 СНиП II-23-81^* в зависимости от  и  принимаем

Проверяем устойчивость опорной части балки:

Устойчивость опорной части обеспечена.

Рассчитываем шов W1, прикрепляющий стенку к опорному ребру.

По таблице 55 СНиП II-23-81^* для I группы, района II₄ и стали С235 принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа (ГОСТ 8050-85) и сварочную проволоку Св-08Г2С.

По таблице 56 для проволоки Св-08Г2С принимаем .

.

Принимаем диаметр проволоки 1,2 мм. Следовательно, по таблице 54  СНиП II-23-81^* принимаем .

Определяем расчетное сечение углового шва:

;

.

Расчет ведем по металлу шва.

Шов W1 является локально нагруженным в нижней точке опорной реакции балки. Значит на расчетной длине  должна быть воспринята вся опорная реакция: .

Определяем требуемый катет шва:

Максимальный катет шва: .

Минимальный катет шва по таблице 38^* СНиП II-23-81^* по t_p = 14  ммпринимаем  k_fmin = 5 мм.

Окончательно принимаем k_f  = 5 мм.

Проверяем опорное ребро на местную устойчивость: 

Условная гибкость: ;

Местная устойчивость опорного ребра обеспечена.