Определение расчетных усилий

4.2 Определение расчетных усилий

Максимальный момент возникает в сечении, близком к середине пролета. Загружаем линию влияния момента в среднем сечении, устанавливая краны невыгоднейшим образом.

Расчетный момент от вертикальной нагрузки

М_х = α·М = 1,05·2143 = 2250,5 кН·м, где

М_y = М(T_k/F_k) = 342 кН·м, где

α = 1,05 – учитывает влияние собственного веса подкрановых конструкций и временной нагрузки на тормозной площадке.

Расчетный момент от горизонтальной нагрузки

М = Т_к·∑у_i = 2143 кН·м.

Для определения максимальной поперечной силы загружаем линию влияния поперечной силы на опоре.

Расчетные значения вертикальной и горизонтальной поперечных сил:

Q_х = α·F_к·∑у_i = 685,6 кН·м, где

4.3 Подбор сечения балки

Принимаем подкрановую балку симметричного сечения с тормозной конструкцией в виде листа из рифленой стали t = 6 мм и швеллера № 36.

Значение коэффициента β определим по формуле

β = 1 + 2(М_у/М_х)·(h_б/h_т) = 1 + 2(342/2250,5)·(1,5/1,5) = 1,3,

где h_б ≈ l/8 = 12/8 = 1,5 м – высота балки;

h_т = h_н = 1,5 м – ширина сечения тормозной конструкции.

W_хтр = М_х·β/γ·R = 2250,5·1,3/1,05·260 = 10716,7 см³.

Задаемся t_ст = 10

Оптимальная высота балки

h_опт  = k√(W_хтр/ t_ст) = 1.1√(10716.7/10) = 114 см.

Минимальная высота балки:

h_min = 5/24(γ·R·l)/(β·E)·(l/f)·(М_н/М_х)

= 5/24(26·1200·600·121600)/(1,3·2,06·10⁴·214300) = 83 см,

где М_н – момент от загрузки балки одним краном при n = 1,0.

[l/f] = 1/600 – для кранов среднего режима работы;

Принимаем h_б = 130 см.

Задаемся толщиной полок

t_п = 2.5 см, тогда h_ст = h_б - 2·t_п = 130 – 2.5·2 = 125 см.

Из условия среза стенки силой Q_x

t_ст ≥ (1,5·Q_x)/(h_ст·R_ст) = (1,5·685,6)/(130·150,8) = 0,6 см.

Принимаем стенку толщиной 1,0 см,

Размеры поясных листов определяем по формулам:

I_хтр = W_хтр·h_б/2 = 10716,7·130/2 = 696585,5 см⁴;

I_ст = t_cт·h_ст³/12 = 1,0·125³/12 = 162760 см⁴;

А_п.тр = (I_хтр - I_ст)/(2·((h_ст + t_п)/2))²= 2·(533825)/ (127,5/2)²= 66 см²

Принимаем пояс из листа сечения 25х30 мм, А_п = 75 см².

Устойчивость пояса обеспечена т.к.

b_св/t = (b_п – t_ст)/4·t_п = (30 – 1)/4·2,5 = 2,9 < 0,5√(E/R) = 0,5√(2,06·10⁴/23) = 15,1

Рис.4 (Сечение балки)

4.4 Проверка прочности сечения

Определяем геометрические характеристики принятого сечения.

Относительно оси Х – Х:

I_x = (t_ст·h_cт³)/12 + 2·b_п·t_п(h_cт/2 + t_п/2)² = 162760 + 609609 = 772369 см⁴,

W_х^А = 2·I_x/h_б =11882,6 см³.

Геометрические характеристики тормозной балки относительно оси У – У(в состав тормозной балки входят верхний пояс, тормозной лист и швеллер):расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения

х₀ = (0,6·123·72,5 + 53,4·144,3)/(0,6·123 + 53,4 + 2·30) = 70 см;

I_у = 0,6·123³/12 + 0,6·123(72,5 – 70)² + 53,4(144,3 – 70)² + 40·70² + 2·40³/12 =594965см⁴

W_у^А = 2·I_у/х_А = 2·594965/85 = 13999 см³,

где х_А = х₀+b_п/2 = 70 + 15 = 85 см - расстояние от центра тяжести до наиболее напряженной точки «А» верхнего пояса подкрановой балки.

Проверим нормальные напряжения в верхнем поясе

σ_х^А=М_х/W_х^А+M_у/W_у^А=214300/11882,6+15050/13999=19,1кН/см² < R = 23кН/см²

Прочность стенки на действие касательных напряжений на опоре обеспечена, так как принятая толщина стенки больше определенной из условия среза.

Жесткость балки также обеспечена, так как принятая высота балки h_б > h_min.

Проверим прочность стенки балки от действия местных напряжений под колесом крана

σ_му = γ·F_к/t_ст·l₀ = 1,1·380/1·43,6 = 10,1 кН/см² < R = 23 кН/см²,

где γ = 1,1 – коэффициент увеличения нагрузки на колесе, учитывающий возможное перераспределение усилий между колесами и динамический характер нагрузки;

l₀ = c³√(I_п1/t_ст) = 3,25³√(2903/1) = 43,6

I_п1 = I_р + b_п·t_п³/12 = 2864,73 + 30·2,5³/12 = 2903 см⁴,

где I_р = 2864,73 – момент инерции рельса КР-100;

с = 3,25 – коэффициент податливости сопряжения пояса и стенки для сварных балок.

Похожие работы

Стальной каркас одноэтажного производственного здания

Скачать

57043

7

26

... 13.84 0 0   3 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТАЛЬНОЙ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ   3.1 Схема стропильной фермы   Стропильную ферму проектируем на основе серии I.460.2-10/88 «Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий с фермами из парных уголков». Схема стропильной фермы представлена на рисунке 12. Рисунок 12. Схема фермы   3.2 Определение нагрузок действующих на ...

Монтаж одноэтажного промышленного здания

Скачать

15014

0

22

... (табл. 16–20).     10. Мероприятия по охране труда Главные мероприятия при охране труда при возведении одноэтажного промышленного здания базируются на требованиях СНиП 12.03–2002 Безопасность труда в строительстве. При монтаже железобетонных и стальных элементов конструкций необходимо предусматривать мероприятия по предупреждению воздействия на работников следующих опасных и ...

Одноэтажное промышленное здание с железобетонным каркасом

Скачать

48327

9

21

... плиты 3х6 м, 1,32 1,1 1,45 6. Железобетонные безраскосные фермы L=18 м, 0,60 1,1 0,66 Итого 2,97 3,40 С учетом коэффициента надежности по назначению здания 2,82 3,23 Масса железобетонных элементов покрытия: ребристые плиты 3х6 м – 2,38 т; безраскосные ферма пролетом 18 м при шаге 6 м – 6,5 т. Грузовая площадь покрытия (шатра) АШ для крайней колонны: ...

Проектирование каркаса одноэтажного здания

Скачать

24499

3

4

... -23,85 -20,52 -44,37 С4 -1 -0,5 -0,5 -23,85 -20,52 -44,37   а). Верхний пояс lx = d = 3 м ly = 2 * d = 6 м б). Нижний пояс lx = a = 6 м ly= a = 6 м в). Промежуточные раскосы и стойки lx = 0,8*a = 4,8 м ly= a = 6 м г). Опорный раскос lx = a = 6 м ly= a = 6 м   При проектировании ферм со стержнями из парных уголков необходимо знать расстояние между уголками, которое ...