Расчет прогона

8.3 Расчет прогона

Расчет прогона произведен программой NormCAD

Исходные данные:

Геометрические размеры элемента:

- Расчетная длина элемента lefx = 1000 см;

- Расчетная длина элемента lefy = 0 см;

- Длина элемента l = 1000 см;

Нагрузка:

- Изгибающий момент Mx = 7,09 тс м = 7,09 / 0,00001 = 709000 кгс см;

- Изгибающий момент My = 1,61 тс м = 1,61 / 0,00001 = 161000 кгс см;

- Поперечная сила на одну стенку сечения Qy = 3,02 тс = 3,02 / 0,001 = 3020 кгс;

- Сжимающая сила, действующая на одну стенку элемента

F = 0 тс = 0 / 0,001 = 0 кгс;

Физические характеристики:

- Модуль упругости E = 2100000 кгс/см 2;

Прочность:

(Вид металла - Фасонный прокат):

- Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry = 2450 кгс/см 2;

- Расчетное сопротивление стали сдвигу Rs = 1960 кгс/см 2;

Коэффициенты надежности и условия работы:

- Коэффициент условия работы gc = 1 ;

- Коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению gu = 1,3 ;

Основные характеристики сечений:

(Сечение ветви - из сортамента; Характеристики сечения - Двутавры нормальные с параллельными гранями полок по СТО АСЧМ 20-93; 35 Б2; Сечение - одноветьевое):

Опирание:

- Ширина опирания b = 17,5 см;

Результаты расчета:

1) Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях

Балки, рассчитываемые по формуле (38), должны быть проверены по формулам (29) и (33):

2) Расчет на прочность стенки балки

Расчет на прочность элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей (кроме балок с гибкой стенкой, с перфорированной стенкой и подкрановых балок)

Расчет по п. 5.12 СНиП II-23-81

Ослабления стенки отверстиями - отсутствуют.

Косательные напряжения:

t = Qy Sx/(Jx t) = 3020·434/(13560· 0,7) = 138,0826 кгс/см2 (формула (29); п.5.12СНиП II-23-81).

3) Продолжение расчета по п. 5.12 СНиП II-23-81

Минимальное значение момента сопротивления нетто:

Wxnmin = min(Wxn1 ; Wxn2)=min(774,8;774,8) = 774,8 см3.

Mx/Wxnmin=709000/774,8=915,07486 кгс/см 2 r Ry gc=2450 · 1=2450 кгс/см 2 (37,34999% от предельного значения) - условие выполнено

t=138,0826 кгс/см 2 r Rs gc=1960 · 1=1960 кгс/см 2 (7,04503% от предельного значения) - условие выполнено

4) Расчет на прочность стенки балки в местах приложения нагрузки к верхнему поясу и в опорных сечениях, не укрепленных ребрами жесткости

Ширина опирания - равна ширине сечения.

Условная длина распределения нагрузки:

lef = b +2 t_f=17,5+2 · 1,1 = 19,7 см (формула (32); п. 5.13 СНиП II-23-81).

Местное напряжение:

sloc = f/(t lef )=0/(0,7 · 19,7) = 0 кгс/см 2 .

sloc=0 кгс/см2 r Ry gc=2450 · 1=2450 кгс/см 2 (0% от предельного значения) - условие выполнено (формула (31); п. 5.13 СНиП II-23-81).

5) Продолжение расчета по п. 5.14 СНиП II-23-81

Нормальные напряжения:

sy = sloc =0 кгс/см2 .

Нормальные напряжения:

sx = Mx/Wxnmin=709000/774,8 = 915,07486 кгс/см2 .

945,81313

кгс/см 2 r 1,15 Ry gc=1,15 · 2450 · 1=2817,5 кгс/см 2 (33,56923% от предельного значения) - условие выполнено

6) Продолжение расчета по п. 5.17 СНиП II-23-81

Минимальные значения моментов сопротивления:

Минимальное значение момента сопротивления нетто:

Wxnmin = min(Wxn1 ; Wxn2)=min(774,8;774,8) = 774,8 см3 .

Минимальное значение момента сопротивления нетто:

Wynmin = min(Wyn1 ; Wyn2)=min(112,5;112,5) = 112,5 см3 .

Mx/Wxnmin+My/Wynmin=709000/774,8+161000/112,5=2346,18597 кгс/см 2 r Ry gc=2450 · 1=2450 кгс/см 2 (95,76269% от предельного значения) - условие выполнено

7) Проверка выполнения условий, при которых устойчивость балок требуется проверять

Условие п. 5.16 а (сжатый пояс надежно связан с жестким настилом) - выполняется.

Устойчивость балок проверять не требуется

8.4 Расчет рамы

8.4.1 Сбор нагрузок на раму цеха

Компоновка поперечной рамы

Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки кранового рельса  и расстоянием от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия . В сумме эти размеры составляют полезную высоту цеха  (рис. 8.10).

Рис. 8.10 Схема поперечной рамы

Размер  диктуется высотой мостового крана

Сбор нагрузок на поперечную раму цеха

Постоянная нагрузка

Рис. 8.11 Расчётная схема рамы при расчёте на постоянную нагрузку.

Снеговая нагрузка

Рис. 8.12 Расчётная схема рамы при расчёте на снеговую нагрузку

Крановая нагрузка

Рис. 8.13 Схема крана

Определяем максимальное расчётное давление колёс крана

Найдём минимальное нормативное значение давления колёс крана

где Q-[т];G_кр-[кН];n₀-число колес с одной стороны.

Расчетное значение минимального давления колес крана

Определение максимального и минимального давлений кранов на колонны.

Расчет рамы цеха ведем на два крана находящихся вплотную. D_min и D_max определяем по линии влияния опорной реакции подкрановых балок.

Рис. 8.14 Линия влияния давления колёс крана на колонны.

где ψ=0,85 – коэффициент сочетания крановой нагрузки, учитывающий действие двух кранов одновременно;

γ_f1=1,05 – коэффициент учитывающий собственный вес конструкции;

γ_f2=1,2 – коэффициент учитывающий динамическое воздействие крановой нагрузки;

= – вес подкрановой балки;

=0,4 кН/м² – нормативный вес 1 м² подкрановой балки;

=1,5 кН/м² – нормативный вес 1 м² тормозной балки;

-высота тормозной балки.

Определение максимального и минимального моментов на раму цеха:

Опирание подкрановой балки не по оси подкрановой части колонны приводит к появлению изгибающих моментов в колоннах.

Рис. 8.15 Загружение крана вертикальной крановой нагрузкой

Эксцентриситет:

е=650мм.

Максимальный момент:

Минимальный момент:

Определение сил поперечного торможения:

Сила поперечного торможения, передаваемая одним колесом крана:

где g_f=1,1 – коэффициент надёжности по крановой нагрузки;

n₀=2 – количество колёс крана с одной стороны.

Рис. 8.16 Загружение крана горизонтальной тормозной крановой нагрузкой у крайней колонны либо у средней колонны.

Сбор ветровых нагрузок

Для местности типа В (местность с оврагами и лесами, застройка населённых пунктов высотой 10-25 м) коэффициенты, учитывающие изменения ветрового давления по высоте:

К₅=0,5;

К_9,38=0,631;

К₁₀=0,65;

К_11,43=0,679;

К_15,17=0,754;

К₂₀=0,85.

Рис. 8.17 Расчётная схема рамы к определению ветровой нагрузки

Ветер слева

С наветренной стороны:

где W_m – распределенная ветровая нагрузка:

.

С заветренной стороны:

W_m^/=.

где γ_f= 1,4 – коэффициент надёжности по нагрузке;

W₀ =0,23 кПа – нормативное значение ветровой нагрузки для I-го ветрового района;

К_экв=0,81 – равномерно распределённое эквивалентное ветровое давление;

C=0,8 – аэродинамический коэффициент, учитывающий форму зданий и сооружений с наветренной стороны;

C^/=0,6 – аэродинамический коэффициент, учитывающий форму зданий и сооружений с заветренной стороны;

В_к=5 м – ширина распределения ветровой нагрузки на колонну ;

Ветер справа

С наветренной стороны:

где W_m – распределенная ветровая нагрузка:

.

С заветренной стороны:

W_m^/=.