Ширина нижней части колонны

1 2 3 4 5 6 7

b_н = b₀ + λ = 500 + 1000 = 1500мм

по условию жёсткости

b_н ≤ 1/20h - 17800/20 = 890мм < 1500мм

условие жёсткости соблюдается.

Принимаем верхнюю часть колонны сплошного сечения, нижнюю - сквозного.

Определяем пролёт мостового крана

L_кр = L - 2λ = 36000 – 2 * 1000 = 34000мм

L_кр - 34м.

2. РАСЧЕТ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ.

2.1. Определение усилий в подкрановой балке.

Расчет подкрановой балки производят на совместное действие двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности. Расчетные значения вертикальных и горизонтальных нагрузок определяют по формулам:

F = F_n ·¡_Į ·¡ · К_d ·n_с 2.1)

Т = Т_n ·¡_Į ·¡ · К_d ·n_с (2.2)

где F_n – нормативная сила вертикального давления колеса крана на рельс, принимаемая по ГОСТ. (прилож.2)

¡_Į - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый по СНиП 2.01.07-85 (см. прилож. 3)

¡ - коэффициент надежности по назначению, принимаемый по прилож.4.

К_d - коэффициент динамичности при вертикальных крановых нагрузках равный:

при шаге колонн В 12м – 1,2 для мостовых кранов весьма тяжелого режима работы и 1.1 при тяжелом режиме, а также для подвесных кранов:

При В >12м – 1,1 – для мостовых кранов весьма тяжелого режима работы

Горизонтальные крановые нагрузки должны учитываться с коэффициентом:

К_d = 1,1 только для мостовых кранов весьма тяжелого режима работы. В остальных случаях принимают К_d = 1;

n_с - коэффициент сочетания, равный 0,85 при двух кранах лёгкого и среднего режимов работы 0,95 при двух кранах тяжелого и весьма тяжелого режимов работы;

Т_n - нормативная горизонтальная сила торможения грузовой тележки, приходящаяся на одно колесо крана.

Полная сила поперечного торможения:

Т_о = f ×(P+G) × n_w_в / n_w (2.3)

Отсюда Т_п = Т_о/ n_о(2.4)

где f - коэффициент трения при торможении тележки, принимаемый 0,05 для кранов с гибким подвесом груза и 0,1 – с жестким;

Р – грузоподъемность крана;

G – вес тележки, принимаемый по ГОСТ (при отсутствии данных допускается принимать G = 0,3 Р);

n_w_в – число тормозных колес тележки;

n_w - общее число колес тележки;

n_о – число колес на одной стороне моста крана.

При расчете балок под краны тяжелого и весьма тяжелого режимов работы горизонтальные силы бытового давления определяются по формуле:

Т_t = 0,1· F_n · g_Į · g_n · К_d ·n_с (2.5)

Расчетные усилия в подкрановой балке находят с помощью линий влияния.

Расчетный изгибающий момент от временной нагрузки

M_x = M_f = S F_i Y_i (2.6)

где - коэффициент, учитывающий собственный вес подкрановых конструкций и временную нагрузку на тормозных площадках:

для балок пролетом ℓ = 6м, = 1,05

при ℓ ≥ 12м., = 1,07

S F_i Y_i - сумма произведений расчетных сил давления крановых колес, определенных по формуле (2.1), на соответствующие ординаты линий влияния

Наиболее невыгодным нагружением подкрановой балки является расположение колес, когда критический груз находится над вершиной треугольной линии влияния.(рис.2.1)

Рисунок 2.1

Необходимый и достаточный признак критического груза определяется системой двух неравенств.

(2.7)

(2.8)

где R_a - равнодействующая грузов, расположенных слева от критического;

R_в - то же, справа;

α и в – расстояния от критического груза до опор.

Расчетный изгибающий момент от поперечной тормозной нагрузки

М_у = М_т= Т ∑ У_i (2.9)

Рисунок 2.2

Расчетные значения поперечной силы от обеих нагрузок находят располагая краны таким образом, чтобы один из грузов находился непосредственно над опорой, а остальные – как можно ближе к ней. (рис.2.2)

Q_x = Q_f = α ∑ F_i У_i (2.10)

Q_у= Q_т= Т ∑ У_i (2.11)

2.2. Подбор сечения подкрановой балки.

Требуемый момент сопротивления подкрановой балки.

(2.12)

где M_max - максимальный расчетный изгибающий момент;

R_y - расчетное сопротивление металла поясов изгибу, установленное по пределу текучести, принимаемой по прилож.5.

g_c - коэффициент условий работы, принимаемой по прилож.6.

Высота симметричной подкрановой балки из условия наименьшего расхода металла

(2.13)

где k - коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки; при постоянном сечении его принимают равным 1,1-1,15;

t_w - толщина стенки балки.

Высота подкрановой балки из условия требуемой жесткости балки:

(2.14)

где ℓ - длина балки; Е – модуль упругости;

f _и – предельный прогиб, принимаемый по табл.

- нормативный изгибающий момент от вертикальной нагрузки;

- расчётный изгибающий момент;

Окончательно принимают высоту, близкую к оптимальной, но не меньше минимальной. В целях унификации высота балки должна быть кратной 100мм.

Для балок высотой до 3м. толщина стенки в мм определяется по эмпирической формуле:

(2.15)

где h – высота подкрановой балки, приближенно можно принять (1/6…1/8) ℓ,

где ℓ - пролет подкрановой балки.

Толщина стенки из условия прочности на срез:

(2.16)

где Q_max – максимальная расчетная поперечная сила;

R_s - расчетное сопротивление металла стенки сдвигу, принимаемое R_s = 0,58 R_у;

Толщина стенки из условия местной устойчивости:

(2.17)

где h_w - высота стенки;

R_y - расчетное сопротивление металла стенки сжатию;

Е - модуль упругости стали, равный 206×10³МПа.

В любом случае толщина стенки должна быть не менее 8мм. При этом соотношение h/t_w условия прочности и устойчивости стенки должны находиться в следующих пределах:

Таблица 2.1

h, м		1,5
t_w, мм	8…10	10…12	12…14	16…18	20…22	22…24
	100…125	125…150	145…165	165...185	185…200	210…230

2.3. Проверка прочности подкрановой балки.

Проверку прочности подкрановых балок производят по нормальным, касательным и местным нормальным напряжениям от сосредоточенной силы давления колеса.

Нормальные напряжения определяют по формуле:

(2.18)

где M_f – расчетный изгибающий момент от вертикальной нагрузки;

M_т– расчетный изгибающий момент от горизонтальных поперечных сил;

W_в,_nt – момент сопротивления нетто для верхних волокон подкрановой балки;

W_y_,_nt - момент сопротивления тормозной балки относительно вертикальной оси у-у;

В расчетное сечение тормозной балки включается верхний пояс подкрановой балки, горизонтальный лист, окаймляющий пояс.

R_у– расчетное сопротивление стали.

¡_с - коэффициент условий работы.

Касательные напряжения по формуле:

(2,19)

где Q_max – максимальная расчетная поперечная сила;

S_x - статический момент площадки половины сечения (при симметричном сечении).

J_x - момент инерции площадки всего сечения относительно нейтральной оси;

t_w - толщина стенки.

R_s – расчетное сопротивление металла стенки сдвигу;

¡_c - коэффициент условий работы.

Местные вертикальные напряжения в стенке под сосредоточенным грузом, приложенным к поясу балки проверять по формуле:

(2.20)

где ¡_f_w - коэффициент, учитывающий неравномерность давления кранового колеса и повышенную динамичность под стыками рельсов

он равен 1,6 для балок под краны весьма тяжелого режима работы с жестким подвесом груза, 1,4 – при тех же кранах, но с гибким подвесом, 1,3 – при кранах тяжелого режима работы, 1,1 – для прочих подкрановых балок;

- расчетная сила вертикального давления колеса без учета коэффициента динамичности;

- условная длина распределения местного давления, определяемая в сварных балках по формуле:

(2.21)

J_f - сумма моментов инерции площади сечения верхнего пояса балки и подкранового рельса относительно собственных центральных осей Х₁ и Х₂(рис.2.3) или общий момент инерции пояса и рельса в случае приварки одного к другому швами, обеспечивающими их совместную работу.