Подбор сечения балки

Принимаем подкрановую балку симметричного сечения с тормозной конструкцией в виде листа из рифленой стали t= 6 мм и швеллера №36 (при наличии промежуточной стойки фахверка и крепления к ней тормозной конструкции).

Значение коэффициента β определим по формуле:

h_т≈h_н=1,5м;

Задаемся λ_w=h_w∙t_w=120;

Оптимальная высота балки:

Минимальная высота балки:

гдеМ_xⁿ- момент от загружения балки одним краном при γ_f=1,0.

Значения М_xⁿопределим по линии влияния; сумма ординат линии влияния при нагрузке от одного крана ∑y_i=3+0,45=3,45;

[l/f]=600- для кранов тяжелого режима работы

Принимаем h_b=120 см;

Задаемся толщиной полок t_f=2 см, тогда

Из условия среза стенки силой Q_x:

Принимаем стенку толщиной 1 см; h_w/t_w=146/1,0=146≈150;

Размеры поясных листов определяем по формулам:

Принимаем пояс из листа сечения 20×265 мм; А_f=53 см².

Устойчивость пояса обеспечена, так как

По полученным данным компонуем сечение балки:

Проверка прочности сечения балки

Определим геометрические характеристики принятого сечения относительно оси x-x:

а затем геометрические характеристики тормозной балки относительно оси y-y (в состав тормозной балки входит верхний пояс, тормозной лист и швеллер). Расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения:

Проверим нормальные напряжения в верхнем поясе (т. А):

Прочность стенки на действие касательных напряжений на опоре обеспечена, так как принятая толщина стенки больше определимой из условия среза.

Жесткость балки также обеспечена, так как принятая высота балки

h_b>h_min. Проверим прочность стенки балки от действия местных напряжений под колесом крана:

γ_f1=1,4;

гдеI_r= 1082 см⁴- момент инерции рельса КР-70; ψ=3,25- коэффициент для сварных балок.

Стенка сварной балки проверяется также на совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений на уровне верхних поясных швов

Проверка устойчивости стенки

Проверка местной устойчивости сжатого пояса производится в середине пролета балки с учетом развития пластических деформаций.

Определяем необходимость укрепления стенки поперечными ребрами жесткости при когда на балку действует местная нагрузка:

, поперечные ребра жесткости необходимы.

В зоне учета пластических деформаций необходима постановка ребер жесткости под каждой балкой настила, так как местные напряжения в стенке в зоне не допустимы. Длина зоны пластических деформаций:

Принимаем а=343.6см.

Расставляем ребра жесткости с учетом расположения сосредоточенных над ними сил на равном расстоянии друг от друга, не превышающем 2h_w.

Проверку производим в отсеке, где изменяется сечение, под локальной нагрузкой, где нормальные и касательные напряжения имеют высокие значения и стенка укреплена только поперечными основными ребрами жесткости ( ) по формуле:

Определяем критические напряжения:

,

где ; R_s = 13,5 кН/см²;

d – меньшая сторона отсека;

Для определения c_crвычисляем:

где β = 0,8 (табл. 22 СНиП).

,

где принимаем в табл. 23 СНиП a/2 вместо a;

;

c₁ = 16,35; табл. 23 СНиП δ = 2,11 и a/2h_w = 343/2∙146 = 1,2.

Проверка устойчивости стенки в отсеке:

Устойчивость стенки обеспечена.