Определение расчётных усилий в сечении подкрановой балки.

Для определения наибольших изгибающих моментов и поперечных сил устанавливаем краны в невыгоднейшее положение (см. рис. 3).

Рисунок 3. Схема для расчёта крановых нагрузок.

Положение равнодействующей силы R по отношению к середине балки находим по значению х:

Определяем опорные реакции:

Наибольший изгибающий момент от вертикальных усилий в сечении балки под колесом:

, при

.

Расчётный момент с учётом собственного веса тормозной балки по формуле:

,

где

.

Расчётный изгибающий момент от горизонтальных усилий по формуле:

,

.

Наибольшее расчётное значение вертикальной поперечной силы, устанавливая кран в положение, показанное на рис. 3 б.:

.

.

Наибольшая горизонтальная поперечная сила равна:

,

.

 

Приближенно определяем наименьшую высоту балки из условия обеспечения жесткости при предельном относительном прогибе и среднем коэффициенте надежности по нагрузке .

,

.

Требуемый момент сопротивления балки:

,

где - коэффициент условий работы;

- расчетное сопротивление стали, уменьшенное на 20МПа для учета действия горизонтальных сил торможения.

Предварительно толщину стенки назначаем по формуле:

,

.

Принимаем .

Оптимальная высота балки равна:

,

.

Принимаем высоту стенки .

Проверяем толщину стенки на прочность при срезе по формуле:

,

где .

, что меньше

 

 

Минимальная толщина стенки при проверке ее по прочности от местного давления колеса крана составит:

,

где ;

- коэффициент надёжности по нагрузке для крановых нагрузок

- момент инерции подкранового рельса КР – 100;

;

.

Определяем площадь сечения поясов балки:

,

Принимаем симметричное сечение балки: стенка - 800´10 мм; , верхний и нижние пояса одинаковые - 250´15мм, .

 

Определяем геометрические характеристики балки:

Момент инерции:

.

Момент сопротивления симметричного сечения:

.

Статический момент полусечения:

.

Проверяем опорное сечение балки на прочность при действии касательных напряжений с учетом работы поясов:

,

.

То же, без учета работы поясов:

,

.

 

Вычисляем относительный прогиб балки от вертикальных нормативных нагрузок:

,

где ,

.

Жесткость балки обеспечена.

 

Отношение ширины свеса сжатой полки к толщине пояса составляет:

.

Устойчивость поясов обеспечена.

 

Определяем условную гибкость стенки:

,

где - при наличии подвижной нагрузки на поясе.

Это значит, что требуются поперечные ребра жесткости, которые принимаем конструктивно. При расстояние между поперечными ребрами не должно превышать .

Назначаем расстояние между ребрами жесткости равным . Определяем сечение ребер жесткости по конструктивным требованиям норм:

ширина ребра

.

Принимаем .

толщина ребра

.

Принимаем .

Опорное ребро балки опирается на колонну строганным торцом. Из конструктивных соображений принимаем сечение опорного ребра 200´15 мм. Площадь смятия ребра .

Проверяем напряжения смятия в опорном ребре:

,

.

Проверяем условную опорную стойку на устойчивость. Для этого последовательно определяем геометрические характеристики.

,

.

Момент и радиус инерции сечения условной стойки

,

.

гибкость опорной стойки:

.

При коэффициент .

Проверяем устойчивость опорной стойки:

,

.

Проверяем прочность сварных швов прикрепления торцевого ребра к стенке – сварка ручная, , расчетная длина шва:

;

,

.

Прочность крепления торцевого ребра обеспечена.

Определяем массу подкрановой балки:

,

где ;

– плотность стали;

- строительный коэффициент.

.

 

Общий вид и детали подкрановой балки показаны в приложении. Для крепления кранового рельса в верхнем поясе предусматриваем отверстия диаметром 21 – 23мм под болты диаметром 20 – 22мм, располагаемые шагом 600 – 750мм.

В нижнем поясе балки в области опоры проектируем по два отверстия для крепления балки к колонне болтами нормальной точности (класс В) диаметром 20 – 22мм. В нижней половине опорных ребер располагаем по 6 – 8 отверстий для соединения балок между собой. Торец опорного ребра строгать. В поперечных ребрах жесткости внутренние углы срезаем на 40 – 60мм для пропуска поясных сварных швов. Продольные кромки стенки обрабатываем под сварку.

Расчет поперечной рамы.

4.1. Исходные данные для расчёта рамы:

— район строительства: г. Оренбург;

— ветровой район по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» – 3.

— W₀ – нормативное значение ветрового давления по таблице 5 СНиП 2.01.07-85. .

— тип местности строительства – А (открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра);

— высота здания до низа стропильной фермы: ;

— здание однопролётное: , с двумя мостовыми кранами грузоподъёмностью по 70т.

— длина здания 120 м.;

— шаг колонн и стропильных ферм 6м.;

— стеновое ограждение – железобетонные самонесущие стеновые панели, опирающиеся на фундаментные балки;

— за отметку 0.000м. принят уровень чистого пола здания;

— низ плиты базы колонны на отметке -0.800м.

Расчёт отметок.

— уровня головки кранового рельса:

, где

Н_здания – высота здания;

Н_к – высота крана (максимальный габарит) от уровня кранового рельса;

0.15м. – габарит приближения крана к стропильной ферме.

.

— верха подкрановой консоли:

, где

h_р – высота кранового рельса КР100 (h_р=0.15м.);

h_п.б. – высота подкрановой балки на опоре: .

.

Для практических расчётов принимаем .