2. Расчет и конструирование подкрановой балки

Подкрановую балки рассчитываем от двух сближенных кранов с тележками, приближенными к одному ряду колонн, так как в этом положении на подкрановую конструкцию действуют наибольшие вертикальные силы.

Одновременно к подкрановой балке прикладываем максимальные поперечные горизонтальные усилия.

Подкрановая конструкция под мостовые краны состоит из подкрановых балок, воспринимающих вертикальные нагрузки от кранов, тормозных балок, воспринимающих поперечные горизонтальные воздействия, узлов крепления подкрановых конструкций, передающих крановые воздействия на колонны, крановых рельсов с элементами их крепления и упоров.

Основным несущим элементом являются подкрановые балки, принимаем разрезную подкрановую балку, так как она проста в монтаже и нечувствительна к осадке опор.

Нагрузки от крана передаются на подкрановую конструкцию через колеса (катки) крана, расположенные на концевой балке кранового моста. В зависимости от грузоподъемности крана с каждой стороны моста могут быть два, четыре катка и более.

Принимаем подкрановую балку сплошного двутаврового сечения, состоящего из 3-х листов. Подкрановая балка крайнего ряда пролетом 6м. По 2 крана Q=80т.с. Режим работы крана тяжёлый.

Материал балки С235:

;

;

.

1. Сбор нагрузок на подкрановую балку

Наибольшее давление усилия колеса . Вес тележки G_т=323кН. Тип кранового рельса КР-100.

Найдем поперечное горизонтальное усилие на колеса:

Вычисляем расчетные усилия на колесе крана с учетом коэффициента надежности по назначению :

,

где n – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от работы крана и пролета подкрановых балок, n=1,1;

коэффициент сочетания нагрузок, для легкого режима работы крана ;

коэффициент динамичности, , берется по СНиП в зависимости от характера работы;

F_kⁿ – максимальное значение на катке крана.

Расчётное горизонтальное усилие:

где

Для определения расчетных моментов от вертикальных и горизонтальных нагрузок загружаем линию влияния момента в среднем сечении, т.к. максимальный момент возникает в сечении, близком к середине пролета. При этом устанавливаем краны

наиневыгоднейшим образом.

Определяем максимальный момент в сечении, близком к середине пролета:

от вертикальной нагрузки;

от горизонтальной нагрузки,

где коэффициент, учитывающий влияние собственного веса подкрановой балки и временной нагрузки на тормозной площадке, для балок пролетом 6м ;

сумма ординат линии влияния, при невыгодном расположении кранов (см. рис. ниже);

;

Для определения максимальной поперечной силы загружаем линию влияния поперечной силы на опоре

.

Расчетные значения поперечных сил вертикальных и горизонтальных:

;

;

2.2. Компоновка сечения балки

Влияние горизонтальных поперечных нагрузок на напряжения в верхнем поясе учитывают коэффициентом:

,

где высота балки, , B – шаг поперечных рам;

Принимаем h_б=1,0м.

ширина тормозной площадки

Требуемый момент инерции сечения:

где

Задаёмся отношением высоты стенки к толщине стенки:

Тогда оптимальная высота балки:

Определяем минимальную высоту балки:

момент от загружения балки одним краном, определяем по линии влияния:

_{[l/f] – максимальный регламентируемый нормами прогиб подкрановых конструкций, для легкого режима работы крана [f/l]=1/400;}

_Е=2,06·10⁴_кН/см²

Принимаем высоту подкрановой балки .

Задаемся толщиной полок

Из условия среза стенки силой определяем ее толщину:

,

где (С-235)

Согласно ГОСТ 82-70* принимаем .

Определяем размеры поясных листов:

Ширина поясного листа:

.

Размеры листа 300х22мм.

;

Определяем геометрические характеристики принятого сечения относительно Ох:

Найдем геометрические характеристики тормозной балки относительно оси у. В состав ее входит: верхний пояс подкрановой балки, тормозной лист и швеллер.

Толщину тормозного листа принимаем 8 мм.

Определим расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения:

, где