Расчет подкрановой балки

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Рассчитываем прикрепление ребра к стенке двусторонними швами с помощью полуавтоматической сварки проволокой Св-08А. Наибольшее значение lef/b, при котором не требуется расчет на устойчивость сварных балок определяется по формуле (37): См Размеры ребер жесткости Укрепляем стенку парными симметричными ребрами. Ширина выступающей части ребра: Проверка жесткости балки Вычисляем относительный прогиб… Читать ещё >

Расчет подкрановой балки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Пролет балки 12 м.

Два крана грузоподъемностью Q=80т.

Режим работы кранов 7К Материал балки — сталь С345.

кН/см²

Нагрузки на балку:

F_к^н=370кН — наибольшее вертикальное усилие на колесе;

G_т=380кН — вес тележки тип кранового рельса — КР100.

Рис. 30.

Для кранов тяжелого режима работы металлургического производства поперечное горизонтальное усилие на колесе при расчете подкрановых балок:

Т_к^н=0,05(Q+G_т)/n₀=0,05(800+380)/2=29,5кН Расчетные значения усилий на колесе крана:

F_к= г_f? г_n ••k₁•F_к^н;

Т_к= г_f г_n •k₂•Т_к^н; (15.2 [3]), где г_n = 0,9- коэфф. надежности по назначению;

k₁=1,1; k₂=1 — коэфф. динамичности (по табл. 15.1 [3]);

г_f = 1,1:

=0,85 — коэффициент сочетаний.

F_к=0,95•1,1•0,85•1,1•370=361,518кН;

Т_к=0,95•1,1•0,85•1•29,5=26,2кН.

Определение расчетных усилий:

Максимальный момент возникает в сечении, близком к середине пролета. Загружаем линию влияния момента в среднем сечении, устанавливая краны не выгоднейшим образом:

Рис. 31.

Расчетный момент от вертикальной крановой нагрузки:

M_x=б?F_к•y_i=1,05•361,518•(3,966)=1505,47кН•м, где.

y_i — ординаты линий влияния;

б=1,05 — коэфф. учитывающий влияние собственного веса подкрановых конструкций и временной нагрузки на тормозной площадке.

Расчетный момент от горизонтальной нагрузки:

M_y=?T_к•y_i=26,2•3,966=103,91кН•м Для определения максимальной поперечной силы загружаем линию влияния поперечной силы на опоре:

Рис. 32.

Расчетные значения вертикальной и горизонтальной поперечных сил:

Q_x= б? F_к•y_i=1,05•361,518•1,846=700,73кН;

Q_y=?T_к•y_i=26,2*1,846=48,365кН.

Подбор сечения балки Принимаем подкрановую балку симметричного сечения с тормозной конструкцией в виде листа из рифленой стали t=6мм и швеллера № 18.

Определим значение коэффициента в, учитывающего влияние горизонтальных поперечных нагрузок на напряжение в верхнем поясе подкрановых балок:

где.

h_б=1,2м — высота балки из условия компоновки каркаса;

h_т= h_н=1м.

;

см³.

Задаемся толщиной полок t_f=2см, h_w=h_б-2t_f=1200−2*2=1160мм=116см.

Из условия среза стенки силой Q_x:

см Принимаем стенку толщиной 1,2 см.

Определим размеры поясных листов:

см⁴;

см².

По конструктивным соображениям (прикрепление рельса к подкрановой балке) принимаем пояса из листа сечением 20×240мм; А_f=480см².

Проверим устойчивость пояса:

;

5,7<12,79 — устойчивость пояса обеспечена.

Проверка прочности сечения:

Определяем геометрические характеристики принятого сечения относительно оси х-х:

см⁴.

см³.

Геометрические характеристики тормозной балки относительно оси у-у (в состав тормозной балки входят верхний пояс, тормозной лист и швеллер).

Расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения:

см.

см³

Проверим нормальные напряжения в верхнем поясе (точка А):

кН/см²

Проверим прочность стенки балки от действия местных напряжений под колесом крана:

(145* [1]), где г_f1=1,2 (п. 4.8 [2]) — коэфф. увеличения вертикальной сосредоточенной нагрузки на отдельное колесо крана (для кранов с режимом работы 7К);

F — расчетное давление колеса крана без учета коэфф. динамичности,.

F=F_к^н• г_f? г_n=370•0,95•1,1=386,65кН;

l_ef — условная длина, определяемая по формуле:

(146 [1]), где с=3,25 — коэфф. податливости сопряжения пояса и стенки для сварных балок;

J_1f — сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового рельса,.

см⁴,.

I_p=2805,88 см⁴ — момент инерции рельса КР-100;

t=t_w=1,4см — толщина стенки подкрановой балки;

см.

кН/см²

Прочность обеспечена.

Проверка местной устойчивость стенки.

(79, [1]), где.

кН/см²;

кН/см² (см. расчет на действие местных напряжений под колесом крана);

(76, [1]), где.

кН/см²;

Т.к. и.

(77, [1]),.

;

у_cr определяем по формуле 81 [1]:

где с₂=48,734 (табл. 25 [1]);

кН/см²;

у_{loc, cr} определяем по формуле 80 [1]:

где с₁=44,42 (табл. 23 [1]);

кН/см².

Подставим все значения в формулу 79 [1]:

Балка удовлетворяет требованиям местной устойчивости.

Расчет на выносливость верхней зоны стенки составной подкрановой балки (13.35* [1]).

(148, [1]), где.

R_н=75МПа — расчетное сопротивление усталости для сварных балок;

кН/см²;

кН/см² (см. расчет на действие местных напряжений под колесом крана);

где.

M_t — местный крутящий момент.

M_t=F•e+0,75Q_t•h_r, (147, [1]), где е=15мм — условный эксцентриситет;

Q_t=T_к=26,2кН;

h_р=150мм — высота кранового рельса КР-100;

M_t=370•1,5+0,75•26,2•15=849,75кН•см.

J_f — сумма собственных моментов инерции кручения рельса и пояса.

см⁴

кН/см².

Подставим полученные значения в формулу (148, [1]):

Проверим выполнение условий:

1), (141, [1]), где.

кН/см²;

; 21,684<36,225 — условие выполняется.

2), (142, [1]),
18,424+2,253=20,677<31,5кН/см² — условие выполняется.
3), (143, [1]),
9,013+5,592=14,605<31,5кН/см² — условие выполняется.
4), (144, [1]), где

кН/см²;

4,315+2,704+1,398=8,417<18,4кН/см² — условие выполняется.

Сжатая зона стенки подкрановой балки удовлетворяет требованиям СНиП.

Проверка общей устойчивости Проверка общей устойчивости ПБ осуществляется в соответствии с требованиями п. 5.15 [1]. Проверку общей устойчивости можно не проводить, если соблюдены требования п. 5.16* [1]: отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса не превышает значений, определяемых по формулам табл. 8* [1] для балок симметричного сечения.

Наибольшее значение lef/b, при котором не требуется расчет на устойчивость сварных балок определяется по формуле (37) [1]:

где: b и tсоответственно ширина и толщина сжатого пояса;

hрасстояние между осями поясных листов.

Для того, чтобы найти фактическое отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса, необходимо определить расчетную длину балки. Согласно п. 5.15.

[1] за расчетную длину балки следует принимать расстояние между точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений.

;

-условие не выполняется, принимаем 15.

1,71<12,734, т. е. общую устойчивость ГБ проверять не требуется.

Проверка прочности по касательным напряжениям.

Проверку прочности по касательным напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле (29) [1]:

где: Qмаксимальное по длине балки значение поперечной силы;

S исоответственно статический момент полусечения балки и момент инерции сечения балки, в котором возникает максимальная поперечная сила.

кН/см2<18,4 кН/см2, т. е. прочность ПБ по касательным напряжениям обеспечена.

Проверка жесткости балки Вычисляем относительный прогиб балки от вертикальных нагрузок нормативных.

см Размеры ребер жесткости Укрепляем стенку парными симметричными ребрами. Ширина выступающей части ребра:

bf=50мм Толщина ребра ts должна быть не менее.

ts=8мм Расчет сварных соединений стенки с поясами Верхние поясные швы подкрановых балок из условий равнопрочности с основным металлом рекомендуется выполнять с приваркой на всю толщину стенки, и тогда расчет не требуется. Толщину поясных швов в общем случае обычно назначают конструктивно и проверяют их на прочность по условию.