Проверка прочности подкрановой балки

2.4.1. Определяются геометрические характеристики скомпонованного сечения подкрановой конструкции (см. рис.3).

Момент инерции сечения подкрановой балки относительно оси x-x

соответствующий момент сопротивления сечения находится по формуле:

.

Для определения геометрических характеристик тормозной балки, в состав которой входит верхний пояс подкрановой балки, швеллер и горизонтальный лист, предварительно находится положение центра тяжести сечения:

^,

где х₁ = h_н - z_о = 30 мм – расстояние от центра тяжести швеллера до оси подкрановой балки;

= 40 мм - расстояние от центра тяжести сечения листа до оси подкрановой балки.

После вычисления x_o находим момент инерции сечения

и момент сопротивления сечения, соответствующий точке

где – расстояние от точки А до центра тяжести сечения тормозной балки (см. рис. 3б).

Проверка прочности сечения выполняется по формуле:

В рассматриваемом примере:

см².

В качестве элементов тормозной балки принимаем швеллер №36 и лист сечением b_л×t_л=1260×6 мм, при этом (см. рис.3б):

x₁=1500 – 27 – 30 = 1443 мм = 144,3 см;

x₂=1260/2 + 360/2 – 40 = 770 мм = 77 см.

Далее находим:

см; 85,3 см;

=8880 см².

Проверяем прочность сечения:

20,5 + 2,35 = 22,85 кН/см² < 24 кН/см²

Прочность стенки балки на срез силой Q_х является обеспеченной, поскольку принятая толщина стенки превышает толщину, требуемую по условию сопротивления срезу.

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

2.4.2. Прочность стенки балки от действия местных напряжений под колесом крана проверяется по формуле:

где γ_f1- коэффициент увеличения нагрузки на колесе, учитывающий возможное перераспределение усилий между колесами и динамический характер нагрузки, принимаемый равным:

γ_f1 = 1,6 –для группы режима кранов 8К жестким подвесом груза;

γ_f1 = 1,4 – для группы режима кранов 8К с гибким подвесом груза;

γ_f = 1,3 – для группы режима кранов 7К;

γ_f1 = 1,1 – для остальных групп режимов кранов.

F_k ^*– расчетная нагрузка, передаваемая колесом крана, без учета динамичности;

ℓ_ef – условная (расчетная) длина распределения нагрузки, которая зависит от жесткости пояса кранового рельса, типа сопряжения пояса со стенкой и определяется по формуле:

где С – коэффициент, учитывающий степень податливости сопряжения пояса и стенки, принимаемый для сварных балок равный 3,25;

I_f1 – сумма собственных моментов инерции пояса кранового рельса,

I_к.р. – момент инерции кранового рельса, принимаемый по табл. 6 приложения 14[1].

В рассматриваемом примере:

Для кранов группы режима крана 8К (особого режима работы) с гибким подвесом груза коэффициент γ_f1 = 1,4.

Для крана Q = 30/5 т используется крановый рельс КР-70 (см. прил.1[1]).

По табл.6 приложения 14 [1]

I_к.р.=1081,99 см⁴ ≈1082 см⁴

Момент инерции:

I_f1=1082+36∙2³∕12=1106 см⁴.

Условная длина распределения нагрузки от колеса крана:

Расчетная нагрузка:

F_k^*=0,95∙1,1∙326=341 кН.

Проверяем прочность стенки при действии местных напряжений под колесом крана:

14,2 кН/см²

Прочность стенки обеспечена.

Рекомендуемая литература

Основная

1. Металлические конструкции: учебник для студентов высш. учеб. заведений /под ред. Ю.И. Кудишина. – М.: Академия, 2007.