§ 7. Ребра жесткости

Если условия (27') и (27") не соблюдены, то необходима постановка вертикальных ребер жесткости. Обычно их конструируют из полос, реже — нз профильного материала

(рис. 14-10, б, в). Ширину ребра принимают мм, толщину — не менее 1/3 ширины.

Расстояние между ребрами жесткости определяется величиной напряжений и размерами балки.

Для обеспечения местной устойчивости вертикального листа должно быть удовлетворено следующее условие:

(28)

(для подкрановых балок ≤ 0,9),

где — напряжение под сосредоточенной силой [см. формулу

(22) ];

— нормальное напряжение на верхней кромке вертикального листа, равное

(29)

— среднее касательное напряжение, равное

; (30)

кГ/см² ; (31)

кГ/см² , (32)

где d — наименьшая из сторон а и заключенная между горизонтальными

листами и ребрами жесткости;

v — отношение большей стороны (а или ) к меньшей.

Величина определяется по формуле

кГ/см² . (33)

Значения находятся по графику, приведенному на рис. 11.

Помимо основных ребер жесткости, устанавливаемых по всей высоте вертикального листа балки, в интервалах между ними иногда ставят укороченные ребра жесткости треугольного очертания (см. рис. 10,a). Их длина составляет около 1/3 . Укороченные ребра (треугольники жесткости) ставят при воздействии на пояс балок сосредоточенных грузов большой величины, Как правило, наличие укороченных ребер нежелательно, так как асимметричное их расположение относительно оси вызывает при сварке искривление балки в вертикальной плоскости.

В балках очень большой высоты иногда ставят горизонтальные ребра жесткости. Их располагают на расстоянии с=(1/4÷1/5) от верхнего горизонтального листа (см, рис. 10,б).

Р а с ч ё т о п о р н ы х б а л о к м о с т а. Опорные балки кранового моста должны обладать достаточной жёсткостью как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Опорные балки воспринимают нагрузки от главных ферм со связями, вес тележки с грузом при её нахождении над балкой. Кроме того, на опорные балки действует горизонтальная сила, направленная вдоль моста при торможении или при пуске в ход крановой тележки.

Схема загружения крановой балки показана на рис. 18 – 31, а; сила R₀ соответствует половине веса фермы жёсткости

^{сила R состоит из половины веса главной фермы половины веса моторного узла и части веса тележки с грузами при} загружении линий влияния опорной реакции A фермы моста ( рис. 18 – 31, б )

Таким образом

Горизонтальная сила Т при торможении тележки составляет 0,1 от веса тележки с грузом

Реакции на опорах балки А = В = 18,44 + 2,7 = 21,14 Т.

Эпюры поперечных сил построены на рис. 18 – 31, в, эпюры моментов от вертикальных сил – на рис. 18 – 31, г, а от горизонтальных – на рис. 18 – 31, д.

Наибольшие моменты равны:

За сечение опорной балки принимаем профиль из двух швеллеров, расставленных на расстоянии 340 мм друг от друга и соединённых между собой связями. Каждая ветвь швеллера состоит из вертикального листа 500×12 мм и двух горизонтальных 100×16 мм.

Площадь поперечного сечения двух сварных швеллеров

Момент инерции относительно оси х

Для удобства транспортирования опорные балки делают составными по длине. Обе половины соединяют накладками с болтами. В месте соединения опорные балки ослаблены отверстиями для болтов d = 22 мм.

Учтём величину уменьшения момента инерции сечения вследствие его ослабления ( рис. 18 – 31, е ).

Момент инерции нетто ослабленного сечения швеллеров равен

Ослабление сечения отверстиями для болтов составляет, таким образом,

Момент сопротивления двух швеллеров равен

Нагрузка неравномерно распределяется между ветвями сечения балки. Примем, что внутренний швеллер воспринимает 2 / 3 от полного момента. Таким образом,

м = 1584000 кГ см.

Напряжение от вертикального изгиба в более нагруженном швеллере

кГ / см².

Момент инерции сечения балки относительно вертикальной оси составляет

Примем приближённо

Момент сопротивления сечения равен

Напряжение от горизонтального изгиба балки равно

Расчётное напряжение от изгибов в вертикальной и горизонтальной плоскостях

Определим требуемое количество болтов в стыке опорной балки.

Допускаемые напряжения в болте на срез принимаем [τ] = 10,5 кГ/мм².

При внешнем диаметре болта d = 22 мм площадь среза составляет

Допустимое усилие на болт по его сопротивлению срезу равно

Определим момент воспринимаем всеми болтами, находящимися в одном поперечном сечении балки ( в одном ряду ), полагая, что усилия в крайних болтах достигают величины Т = 4000 кГ, а усилия в остальных изменяются по линейному закону, в зависимости от расстояния до центральной оси швеллера.

Таким образом,

где Т₁ – усилия в болтах на расстоянии у₁ от центра тяжести;

Т₂ – усилия на расстоянии у₂ от центра тяжести и т. д.;

у₁ = 3,6 см; у₂ = 10,8 см; у₃ = 18,0 см; у₄ = 24,2 см.

Подставляя числовые значения, находим момент, воспринимаемый одним рядом болтов:

Требуемое число рядов болтов

Принимаем по 4 ряда с каждой стороны стыка.

Расстояние между болтами – 3d. Расстояние от центра болта до края накладки – 2d.

Полная длина накладки ( при d = 22 мм )

мм.

Принимаем L = 580 мм.

Толщину горизонтальных накладок принимаем 18 мм, на вертикальных листах – 12 мм. Сечение накладок в стыке несколько превышает размеры основного сечения балки, что обеспечивает их прочность.