2.2. Подбор сечения балки

Находим требуемый момент сопротивления подкрановой балки:

Определим высоту балки. Для этого предварительно зададимся толщиной стенки:

,где

h_б— высота балки, принимается

Принимаем толщину стенки балки по сортаменту на прокатную сталь по ГОСТ 19903-74* t_w= 12 мм

Оптимальная высота балки по расходу стали определяется:

, где

k— конструктивный коэффициент для сварных балок постоянного сечения принимаетсяk= 1,2

Наименьшую рекомендуемую высоту балки h_minопределим жёсткостью балки — её предельным прогибом:

, где

n₀— допустимый прогиб,n₀= 500

Принимаем высоту стенки балки по сортаменту на прокатную сталь по ГОСТ 19903-74* h_w= 1390 мм, которая является ближе всего к оптимальной и не меньшеh_min, установленной из условия допустимого прогиба балки.

Проверяем стенку балки на срез:

Принимаем толщину полок балки t_F= 25 мм и находим полную высоту балки:

Рис. 10. Сечение балки

Найдём требуемый момент инерции сечения:

Зная, что: инайдём требуемую площадь пояса балки:

, где

— расстояние между центрами тяжести полочек

Ширина полки будет равна:

По сортаменту на листовую сталь принимаем ширину полок .

Принятое сечение изображено на рис. 6 .

Найдём геометрические характеристики принятого сечения балки:

Момент инерции сечения:

Момент инерции сечения, ослабленного двумя отверстиями диаметром d = 25 мм для крепления рельса болтами М22:

Момент сопротивления сечения:

П

Рис. 6. Сечение подкрановой балки

лощадь сечения:

Проверяем напряжения в поясах от вертикальных нагрузок:

Проверяем прочность стенки балки от местного давления колеса крана:

, где

— коэффициент надёжности по нагрузке;

— расчётная сосредоточенная нагрузка без коэффициентов сочетанийи;

— условная длина распределения местного давления;

С = 3,25 — конструктивный коэффициент для прокатных и сварных балок;

— момент инерции рельса КР-120

Наибольшие касательные напряжения на нейтральной оси стенки у опоры:

Статический момент полусечения:

Проверяем жёсткость балки:

, где

— нормативный изгибающий момент;— коэффициент надёжности для временной нагрузки.

Определение геометрических характеристик сечения тормозной балки с учётом её совместной работы с верхним поясом балки.

Для восприятия усилий от поперечного торможения устраиваем тормозные балки. Тормозную балку (Рис. 7) компонуем из листа толщиной , шириной(принимаем) и швеллера №30 с,.

Положение центра тяжести (относительно грани швеллера):

Момент инерции относительно оси Y-Y:

Момент сопротивления крайних волокон сечения тормозной балки:

Нормальные напряжения в верхнем поясе от совместного действия наибольшего изгибающего вертикального и горизонтального моментов:

Проверяем прочность стенки в сжатой зоне при расчётной нагрузке от двух сближенных кранов:

— коэффициент для разрезных балок.

Общую устойчивость подкрановой балки не проверяем, так как её пояс защемлён тормозной балкой по всей длине.

2.3. Проверка местной устойчивости стенки балки

Местная устойчивость стенки балки зависит от характера её напряжённого состояния, вида нагрузки и условной гибкости стенки:

Так как условная гибкость , то для обеспечения местной устойчивости необходима расстановка рёбер жёсткости. Основные поперечные рёбра жёсткости располагаем (рис. ) с постоянным шагом по длине балки с расстоянием между рёбрами равным 2h_w. ≈ 280 см

Ширина выступающей части ребра:

Толщина ребра:

По сортаменту на листовую сталь принимаем полосу шириной и толщинойс шагом 2250 мм.

Расчётные значения усилий: