ЗМІСТ

1 Розрахунок зварної симетричної двотаврової кранової балки. 5

1.1 Визначення навантажень 5

1.2 Визначення оптимальної висоти балки і геометричних розмірів її

перетину 8

1.3 Визначення висоти катета шва, що з’єднує пояс зі стінкою 16

1.4 Перевірка з’єднання пояса зі стійкою з урахуванням дії рухомих навантажень 17

1.5 Розрахунок стику балок 18

1.6 Розрахунок ребер жорсткості 23

1.7 Перевірка стійки балки на місцеву стійкість 24

1.8 На підставі проведених розрахунків виконати ескіз балки та її відсіку 30

2 Розрахунок елементів панелі головної ферми кранового мосту на дію вертикальних навантажень 31

2.1 Розрахунок геометричних розмірів панелі ферми 31

2.2 Визначення ваги елементів металоконструкції моста 32

2.3 Визначення опорних реакцій і зусиль в стержнях заданих у вихідних даних панелі ферми від дії постійного навантаження 34

2.4 Визначити зусилля в стержнях заданої панелі від дії рухомого навантаження з допомогою ліній впливу 38

2.5 Розрахунок розмірів поперечного перерізу стержня верхнього пояса головної ферми 44

2.6 Визначення розмірів поперечного перерізу стержня нижнього пояса головної ферми 47

2.7 Визначення параметрів поперечного перерізу розкосу головної ферми 49

2.8 Визначення параметрів поперечного перерізу стійки головної ферми 51

2.9 Розрахунок зварних швів, що з’єднують елементи розкісної решітки з верхнім поясом і фасонкою 53

2.10 Ескіз панелі ферми 55

1. Розрахунок зварної симетричної двутаврової кранової балки

1.1 Визначення навантажень.

1.1.1 Визначаємо положення небезпечного перерізу балки, в якому діє максимально можливий згинальний момент.

(1.1)

1.1.2 Будуємо прискореним способом лінію впливу згинального моменту для небезпечного перетину.

Рисунок 1.1 – Лінія впливу М_с і Q_c .

1.1.3 Визначаємо величину згинального моменту в небезпечному перерізі від дії рухомого навантаження.

(1.2)

=> (1.3)

(1.3)

1.1.4 Розрахуємо величину згинального моменту в небезпечному перерізі від дії постійного навантаження.

(1.4)

де - площа під розподіленим навантаженням, обмежена лінією впливу.

(1.5)

1.1.5 Визначимо розрахункову величину згинального моменту .

(1.6)

=1,1 – динамічний коефіцієнт.

1.1.6 Побудуємо лінію впливу для визначення величини найбільшої поперечної сили. Небезпечний перетин у цьому випадку розташується над опорою.

1.1.7 Визначимо поперечну силу від дії рухомого навантаження.

(1.7)

Приймаємо:

(1.8)

1.1.8 Визначимо величину поперечної сили від дії постійного розподіленого навантаження.

(1.9)

(1.10)

1.1.9 Визначимо розрахункову величину поперечної сили.

(1.11)

1.2 Визначимо оптимальну висоту балки і геометричні розміри її перетину.

1.2.1 Задамося товщиною стінки балки .

Рекомендується приймати , приймаємо .

1.2.2 Визначимо допустимі нормальні напруження матеріалу балки.

, (1.11)

де - коефіцієнт запасу =, приймаємо ;

- межі текучості матеріалу = 24010³ Н, для стали Ст.3.

Приймаємо

1.2.3 Розрахуємо оптимальну висоту балки.

(1.12)

де - конструктивний коефіцієнт (), приймаємо .

Приймаємо м.

1.2.4 Перевіримо співвідношення між висотою балки і товщиною стінки.

(1.13)

1.2.5 Прийняту товщину стінки балки перевіримо на зріз.

(1.14)

де - допустимі дотичні напруження матеріалу балки

(1.15)

1.2.6 Визначимо товщину полиці.

(1.16)

1.2.7 Визначимо ширину полки.

(1.17)

1.2.8 Визначимо довжину ділянки балки, на якому тиск зосередженого вантажу рівномірно розподілений.

(1.18)

де – конструктивний коефіцієнт, ;

– сума моментів інерції поперечних перерізів поясу і рейки відносно своїх осей.

(1.19)

де - сума моментів інерції поперечних перерізів поясу і рейки відносно осей,

1.2.9 Перевіримо прийняту товщину стінки балки на зминання.

(1.20)

де

1.2.10 Визначимо момент інерції балки.

(1.21)

1.2.11 Перевіримо перетин балки на міцність за нормальними напруженнями.

(1.22)

1.2.12 Розрахуємо статистичний момент половини перерізу балки щодо нейтральної осі.

(1.23)

1.2.13 Перевіримо перетин балки за дотичними напруженнями.

(1.24)

.

1.2.14 Виконаємо перевірку кранової балки за умовами допустимого прогину.

(1.25)

Прогин балки від рівномірно розподіленого навантаження :

, (1.26)

де – - модуль пружності, .

Прогин балки від дії рухомого навантаження.

(1.27)

Повний прогин балки .

(1.28)

.

(1.29)

Повний прогин балки відрізняється від допустимого більше ніж на 5%, тому змінюємо висоту балки і товщину стінки і повторюємо розрахунок прогину.

Приймаємо висоту балки , .

За формулою (1.13) перевіряємо співвідношення між висотою балки і товщиною стінки.

За формулою (1.14) прийняту товщину стінки балки перевіряємо на зріз.

За формулою (1.16) визначаємо товщину полиці.

За формулою (1.17) визначаємо ширину полиці.

За формулою (1.19) визначаємо суму моментів інерціі поперечних перерізів поясу і рейки відносно своїх осей.

За формулою (1.18) визначаємо довжину ділянки балки, на якому тиск зосередженого вантажу вважається рівномірно розподіленим.

За формулою (1.20) перевіряємо прийняту товщину стінки балки на зминання.

За формулою (1.21) визначимо момент інерції балки.

За формулою (1.22) перевіримо перетин балки на міцність за нормальними напруженнями.

За формулою (1.23) розрахуємо статичний момент половини перерізу балки щодо нейтральної осі.

За формулою (1.24) перевіримо перетин балки за дотичними напруженнями.

За формулою (1.26) знаходимо прогин балки від рівномірно розподіленого навантаження .

За формулою (1.27) знаходимо прогин балки від дії рухомого навантаження.

За формулою (1.28) знаходимо повний прогин балки.

За формулою (1.29) перевіряємо повний прогин.

Накреслимо ескіз поперечного перерізу балки з усіма розмірами.

Рисунок 1.2 – Ескіз поперечного перерізу балки

1.3 Визначимо висоти катета шва, що з’єднує пояс зі стінкою.

1.3.1 Розрахуємо статичний момент полки щодо нейтральної осі балки.

(1.30)

1.3.2 Визначимо величину допустимих дотичних напружень для металу зварного шва.

(1.31)

.

1.3.3 Визначимо висоту катета зварного шва.

(1.32)

З міркувань технології виготовлення,висоту катета шва беремо 0,004 м.

1.4 Перевірка з’єднання пояса зі стінкою з урахуванням дії рухомого навантаження.

Рисунок 1.3 – Схема до розрахунку з’єднання полиць зі стінкою.

1.4.1 Розрахуємо вертикальну складову зусилля, що діє на одиницю довжини шва.

(1.33)

1.4.2 Розрахуємо силу зсуву.

(1.34)

1.4.3 Перевіримо умову міцності для поясних швів.

(1.35)

1.5 Розрахунок стику балки.

1.5.1 Визначимо відстань , на якому знаходиться стик балки.

(1.36)

де

1.5.2 Прискореним методом будуємо лінії впливу згинального моменту і поперечної сили.

Рисунок 1.4 – Лінія впливу М_с і Q_c перерізу, розміщеного в стику балки.

1.5.3 Визначимо величину згинального моменту, діючого на стик балки.

(1.37)

(1.38)

По формулі (1.2)

По формулі (1.5)

По формулі (1.4)

По формулі (1.6)

1.5.4 Визначимо величину поперечної сили.

(1.39)

(1.40)

(1.41)

По формулі (1.7)

По формулі (1.9)

(1.42)

1.5.5 Розрахуємо величину моменту інерції стінки балки.

(1.43)

1.5.6 Розрахуємо частину згинального моменту, діючого на стиковий шов стінки.

(1.44)

1.5.7. Визначимо навантаження, яке діє на полку.

Розуміємо, що нижня полка розтягнута, а верхня стиснута.

(1.45)

Рисунок 1.5 – Зусилля, які утворюються в стику стінки.

Рисунок 1.6 – Зусилля , які утворюються в стику верхньої полки.

Рисунок 1.7 – Зусилля, які утворюються в стику нижньої полки.