2.Расчет и конструирование подкрановых балок.

В комплекс подкрановых конструкций входят подкрановые балки, тормозные балки, крепления балок к колоннам, крановые рельсы с креплениями их к подкрановым балкам и крановые упоры в торцах цеха.

2.1. Определение расчетных усилий.

Подкрановые конструкции рассчитывают на нагрузки от двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности с тележками, приближенными к одному из рядов колонн, т.е. в положении, при котором на подкрановые конструкции действуют наибольшие вертикальные силы. Одновременно к балке прикладываются и максимальные поперечные горизонтальные усилия.

Определение внутренних усилий в подкрановой балке.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки направленной поперек подкрановых путей:

Расчетное значение вертикальной силы приходящейся на одно колесо крана:

- по первой группе предельных состояний:

где: - коэффициент надежности по крановой нагрузке (п.4.8. [1]);

- коэффициент динамичности (п.4.9. [1]);

- коэффициент сочетания (п.4.17. [1]);

- нормативное давление колеса на подкрановый рельс (прил.1.[3]);

- по второй группе предельных состояний:

Расчетное значение горизонтальной силы приходящейся на одно колесо крана:

где: - коэффициент динамичности (п.4.9. [1]);

Определение расчетных усилий

- расчетный изгибающий момент от вертикальной нагрузки по первой группе предельных состояний:

Нагрузка от двух максимально сближенных кранов

где: - коэффициент учитывающий собственный вес балки и временную нагрузку

на тормозных конструкциях;

- расчетный изгибающий момент от горизонтальной поперечной нагрузки по первой группе предельных состояний:

- расчетный изгибающий момент от вертикальной нагрузки по второй группе предельных состояний:

Нагрузка от одного крана

- расчетная поперечная сила от вертикальной нагрузки:

Нагрузка от двух максимально сближенных кранов

2.2. Компоновка сечения подкрановой балки.

По табл. 50 [2], определяем, что рассчитываемая конструкция относится к 1 группе. Принимаем класс стали С275. (табл.51*[1]).

Из конструктивных соображений принимаем ширину пояса подкрановой балки .

Определяем толщину стенки, предварительно задав ее высоту:

Принимаем толщину стенки в соответствии с величинами, приведенными в сокращенном сортаменте.

Определяем толщину пояса балки из условия:

→

По сортаменту принимаем .

В сечение тормозной балки входят:

- верхний пояс, подкрановой балки 400×16 мм ;

- горизонтальный тормозной лист ;

- окаймляющий швеллер № 24.

Швеллер № 24

h = 240 мм.

b = 90 мм.

d = 5,6 мм.

t = 10мм.

А = 30,6см .

Ширина тормозного листа:

Расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения:

Определим требуемые геометрические характеристики тормозной балки:

- момент инерции тормозной балки

- момент сопротивления крайнего волокна на верхнем поясе подкрановой балки

- требуемый момент сопротивления сечения балки относительно оси х-х:

R_y = 2650 кг/см² , т.к. t_f =16 мм, в пределах 10 ÷20 мм. Таб. 51*

- требуемый момент инерции подкрановой балки относительно оси х-х из условия жесткости:

где: - предельно допустимый прогиб балки для кранов

режима 7К, (табл. 7 [2]).

Определяем высоту подкрановой балки:

- из условия экономичности

- из условия жесткости

Назначаем высоту подкрановой балки по наибольшему значению

Вычисляем требуемую высоту стенки главной балки

Принимаем высоту стенки подкрановой балки кратно 50 мм. с округлением в большую сторону. тогда

Фактические геометрические характеристики сечения подкрановой балки:

- момент инерции

- момент сопротивления

- статический момент полусечения балки относительно нейтральной оси