8.2.Подвижная нагрузка

Эта нагрузка создается весом груза и тележки. Подвижная нагрузка от давления колес четырехколесной тележки на рельс

F_п ≈ 0,25(K_Q·Q + K_q·G_тел)

Для стационарных поворотных и стреловых кранов без тележек

F_Q=K_Q·Q

Динамический коэффициент K_Q, учитывающий, в основном, рывки при подъеме, принимают по табл. 2, в зависимости от режима эксплуатации.

Таблица 2

Режим эксплуатации	Л	С	Т	ВТ
KQ	1,2	1,3	1,4	1,6

8.3.Инерционные нагрузки.

Инерционные нагрузки действуют горизонтально и разделяются на номинальные и предельные.

Инерционные нормальные силы, Н, равны:

G_ИН=0,1G,

Погонные нормальные силы, Н/м

q_ин = 0,1q

При наличии тележки или электротали инерционные силы приложены в точках касания колес с рельсом. Если стационарный механизм подъема расположен на конце стрелы поворотного крана, то инерционная сила считается приложенной к середине оси барабана. Если на конце стрелы расположены только блоки, то инерционная сила прикладывается к оси.

Центробежные силы и предельные инерционные нагрузки в курсовых проектах не учитывают.

При ручном приводе инерционные нагрузки не определяют и не учитывают.

8.4. Ветровые нагрузки

Ветровые нагрузки рабочего и нерабочего состояния определяют при необходимости по ГОСТ 1451-79. В курсовых проектах их не учитывают.

9.Расчетные комбинации нагрузок и допускаемые напряжения

Предусмотрены три расчетные комбинации нагрузок:

А – постоянные + подвижные + инерционные нормальные;

Б – постоянные + подвижные + инерционные предельные + ветер рабочего состояния;

В – постоянные + ветер нерабочего состояния.

Для случая «В» рассчитывают только противоугонные устройства.

Допускаемые нормальные напряжения [σ], Н/мм², для сталей марок Ст3 и М16С приведены в табл. 3.

Таблица 3

Режим эксплуатации
Л и С		Т и ВТ
А	Б	А	Б
160	180	140	170

При тяжелых режимах эксплуатации допускаемые напряжения меньше, так как частота действия максимальных нагрузок больше. Допускаемые напряжения для комбинации «Б» больше, так как вероятность неблагоприятного сочетания нагрузок меньше.

Допускаемые напряжения на растяжение, сжатие и изгиб принимают одинаковыми.

Для рам тележек и концевых балок [σ]=100Н/мм².

Допускаемое касательное напряжение, в том числе и для сварных швов: [τ]=0,6[σ]

В курсовых проектах металлоконструкцию рассчитывают только по комбинации нагрузок «А».

10.Основные расчетные формулы и нормы

Число циклов перемены напряжений в металлоконструкциях обычно не достигает базового значения (4·10⁶), что делает основным предельным состоянием появление пластических деформаций. Это позволяет использовать для расчета простые формулы сопротивления материалов. При расчете на прочность определяют номинальные действующие напряжения в опасных сечениях по приведенным ниже формулам. Действующие напряжения не должны превышать допустимые, приведенные в табл. 3.

Размерность: сил – Н, длин – мм, моментов – Н·мм, напряжений – Н/мм².

σ = F/A<=[σ] – растяжение и сжатие;

σ = M/W<=[σ] – изгиб;

σ = M/W + F/A <= [σ] –изгиб с растяжением;

σ = 3F_max/δ² - отгиб полки ездовой балки;

τ = (F·S) / (J·b) <= [τ] - касательное напряжение при изгибе;

τ = T / (2A·δ) <= [τ] - касательное напряжение при кручении замкнутого контура;

σ_пр = (σ² + 3τ²)^1/2 <= [σ] – приведенное напряжение;

σ = F / (φ·A) <= [σ] – устойчивость при сжатии;

σ = M/W + F/φA <= [σ] - изгиб с сжатием.

В последнем случае устойчивость проверяют в плоскости изгиба. Если момент инерции в перпендикулярной плоскости меньше, дополнительно проверяют устойчивость стержня в этой плоскости, но только под действием осевой силы.

λ = l/r_min – гибкость стержня фермы;

r_min = (J_min/A)^1/2 – минимальный радиус инерции;

r = D/3 – радиус инерции трубы.

Коэффициент продольного изгиба =φ принимают по табл. 4. в зависимости от гибкости стержня.

Таблица 4.

λ	40	50	60	70	80	90
φ	0,89	0,86	0,82	0,76	0,70	0,62
λ	100	110	120	130	140	150
φ	0,51	0,43	0,37	0,33	0,29	0,26

При λ < 40 расчет на устойчивость не проводят.

Предельные допускаемые гибкости приведены в табл. 5

Таблица 5

Стержень	Сжатый	Растянутый
главный	120	150
вспомогательный	150	200

Нормирование гибкости растянутых стержней имеет целью предотвращения из вибрации. В ответственных кранах оттяжки из прутков и стальных канатов не применяют.

Главное средство веса балочных металлоконструкций – уменьшение толщины стенок, которое лимитируется их устойчивостью. Устойчивость стенок обеспечивается выбором их толщины или применением вертикальных и горизонтальных ребер (см. сечение на рис. 4.10).

Если

h/δ_ст<=80 – диафрагмы не требуются;

80< h/δ_ст<=160 – вертикальные ребра (диафрагмы) с шагом t<=2h;

h/δ_ст>160, - диафрагмы и горизонтальные ребра на расстоянии 0,25 h от сжатого пояса.

При тонких стенках (3..5мм) в качестве горизонтальных ребер целесообразно использовать зиги. Если стенки толще или прокатка зигов технологически не обеспечена, применяют равнобокие уголки, ширина полки которых равна 0,125…0,16 от ширины пояса.

Перспективно использование балок овального и круглого сечения, в которых криволинейная стенка обладает высокой устойчивостью.