Добір перерізів балки-флюгера

На рисунку 8 показано основні елементи балок-флюгерів. Геометричні розміри перерізів (висота балки , ширина поясу , товщина стінки та полиць ) визначаються з розрахунку міцності, стійкості й жорсткості. Балка повинна мати по можливості меншу висоту і бути технологічною у виготовленні. Переріз балки, як правило, визначається коробчастий з двома стінками, але в курсовій роботі допускається підбирати балку двотаврового складеного профілю.

Розрахунок слід починати з визначення потрібного моменту опору балки:

.

Попередньо задають конструктивну висоту балки і визначають товщину стінки балки [мм].

Оптимальна висота зварної складеної балки

.

Мінімальна висота балки за умов обмеження граничних прогинів :

.

Слід відмітити, що довжина однієї балки-флюгера визначається умовно як , тому що розмір ходової рами в курсовій роботі не розраховується. Остаточно висоту балки приймають не меншою, ніж і якнайближчою до .

Після визначення розмірів стінки підбирають розміри полиць. Оскільки переріз балки симетричний, то можливе обчислення потрібного моменту інерції перерізу:

.

Разом з тим момент інерції всього перерізу складається з моментів інерції полиць та стінки , де

,

звідки .

Нехтуючи складовою моменту інерції відносно власних центральних осей симетрії, можна записати:

,

де .

Таким чином, отримуємо можливість обчислити потрібну площу однієї полиці:

.

У практиці проектування найчастіше приймають ширину полиці

.

Товщина полиці приймається в межах 12 – 40 мм. З метою забезпечення місцевої стійкості стиснутої полиці обмежується величина її звисання :

або .

На ділянках балки, де значення згинального моменту менші, з метою економії металу та оптимізації висоти ходової рами рекомендується зменшити висоту перерізу балки. Зміна перерізу балки виконується зменшенням висоти стінки, починаючи з відстані 1 м від осі шарнірів ходової рами і закінчуючи на відстані 0.4 – 0.6 м від осі кранового рейки. В цьому випадку мінімальна висота визначається з умов міцності по дотичних напруженнях. Рекомендується визначати

.

Стінка балки закріплюється поперечними ребрами (для коробчастого перерізу – діафрагмами) жорсткості, відстань між якими приймається (1 – 1.5) . Ширина кожного з парних симетричних ребер жорсткості повинна бути не менше, ніж мм, товщина ребра – не менше, ніж . Ребра жорсткості слід приварювати до стінки суцільними односторонніми швами мінімального катету, не доварюючи їх на 40 – 50 мм до поясних швів з метою зменшення взаємодії зон термічного впливу. Ребра жорсткості виконують із метою забезпечення місцевої стійкості стінки при для вуглецевих і для низьколегованих сталей.