- •I. Определение основных размеров поперечной рамы цеха.
- •1. Определение основных размеров поперечной рамы цеха...........................................2
- •II. Расчет поперечной рамы цеха
- •III. Расчет и конструирование стропильной фермы
- •I.Определение основных размеров поперечной рамы цеха. Расчет подкрановой балки.
- •1.Определение основных размеров поперечной рамы цеха
- •2. Расчет подкрановой балки
- •2.1 Определение расчетных усилий
- •2.2 Подбор сечения подкрановой балки
- •2.3 Проверка прочности подкрановой балки
- •2.4 Проверка прочности стенки балки по касательным напряжениям.
- •2.5 Проверка стенки балки на местное смятие
- •2.6 Расчет поясных швов балки
- •2.7 Проверка местной устойчивости стенки подкрановой балки
- •2.8 Расчет опорного ребра подкрановой балки.
- •II. Расчет поперечной рамы Цеха
- •1. Расчет поперечной рамы
- •1.1 Нагрузки на поперечную раму
- •1.2 Расчетная схема поперечной рамы. Приведение нагрузок к расчетной схеме.
- •1.3 Статический расчет поперечной рамы.
- •2. Расчет и конструирование колонны
- •2.1 Определение расчетных длин колонны
- •2.2 Подбор сечения нижней части колонны
- •2.3 Проверка устойчивости нижней части колонны в плоскости действия момента
- •2.4 Проверка устойчивости нижней части колонны из плоскости действия момента
- •2.5 Проверка устойчивости полок и стенки колонны принятого сечения
- •2.6 Подбор сечения верхней части колонны
- •3. Расчет базы колонны
- •3.1 Определение размеров базы колонны в плане
- •3.2 Толщина плиты базы
- •3.3 Расчет траверс базы
- •3.4 Расчет анкерных болтов
- •III. Расчет и конструирование стропильной фермы
- •1. Сбор нагрузок на ферму
- •2. Определение усилий в стержнях фермы
- •3. Подбор сечений стержней фермы
- •4. Расчет узлов фермы
- •4.1 Нижний опорный узел
- •4.2 Верхний коньковый узел
- •Список используемой литературы:
2.2 Подбор сечения подкрановой балки
Оптимальная высота из условия прочности, отвечающая наименьшей ее массе при упругой работе материала, определяется по формуле:
,
где - коэффициент, равный для сварных балок 1,1; - требуемый момент сопротивления сечения балки; - толщина стенки балки.
см3,
где кг/см2 – расчетное сопротивление стали по пределу текучести [1, табл.51*]; - коэффициент условия работы [1, табл.6*].
Толщину стенки балки определяем по эмпирической формуле:
[мм],
м,
мм,
где - высота подкрановой балки (подставляется в метрах); м - пролет подкрановой балки (шаг колонн).
см,
Определим минимальную высоту балки, из условия жесткости, по формуле:
см,
где - осредненный коэффициент надежности по нагрузке; - вертикальный предельный прогиб подкрановой балки.
Принимаем высоту стенки балки см.
Подбираем сечение подкрановой балки по соотношению ,и коэффициенту согласно [5, прил.1], с высотой не менее принятой .
Площадь поперечного сечения подкрановой балки -см2; площадь поперечного сечения стенки балки - см2;
Определяем площади поперечного сечения поясов подкрановой балки по формулам:
-площадь верхнего пояса см2,
-площадь нижнего пояса см2,
Определяем толщину верхнего пояса по формуле:
,
где см – ширина верхнего пояса. Принимаем ширину верхнего пояса см,
см,
Согласно сортаменту на горячекатаную сталь [6, табл.1] принимаем толщину верхнего пояса см.
Принимаем толщину нижнего пояса см.
Определяем ширину нижнего пояса по формуле:
см,
Принимаем ширину нижнего пояса согласно [6, табл.1] см.
Проверяем условие местной устойчивости поясов подкрановой балки:
,
,
где кгс/см2 – модуль упругости стали.
,
Сечение подкрановой балки представлено на рис.2.3.1
Тормозная балка состоит из горизонтального листа и швеллера. В состав тормозной балки включается верхний пояс подкрановой балки. Швеллер принимается №16. Горизонтальный лист тормозной балки принимаем толщиной мм.
Определи ширину горизонтального листа по формуле:
см,
где см – высота сечения надкрановой части колонны; см – ширина верхнего пояса подкрановой балки; 6 см – необходимый зазор между стеновыми панелями и тормозной балкой; 3 см – минимальная величина нахлестки горизонтального листа на верхний пояс подкрановой балки; 2 см – (рис.2.3.2).
2.3 Проверка прочности подкрановой балки
Определим положение центра тяжести сечения подкрановой балки, относительно середины высоты стенки (рис.2.3.1) по формуле:
см,
Определим момент инерции сечения подкрановой балки относительно оси xс-xс, проходящей через центр тяжести сечения (без учета ослабления верхнего пояса отверстиями под болты крепления рельса) по формуле:
Определяем моменты сопротивления для крайних волокон верхнего пояса по формуле:
см3,
Для крайних волокон нижнего пояса:
см3,
Рис.2.3.1 Сечение подкрановой балки
Рис.2.3.2 Сечение тормозной балки
Определим положение центра тяжести сечения тормозной балки (рис.2.3.2) относительно оси z1-z1, проходящей через середину верхней полки подкрановой балки, по формуле:
где , - соответственно расстояние от оси zc-zc до левых и правых крайних волокон
см,
см.
Момент инерции тормозной балки относительно оси z-z определяем по формуле:
Определим момент сопротивления тормозной балки левых крайних волокон по формуле:
см3,
Момент сопротивления тормозной балки левых крайних волокон:
см3,
Проверяем нормальные напряжения в наиболее напряженных точках сечения подкрановой и тормозной балок по формулам:
,
кгс/см2,
,
кг/см2,
,
кг/см2,
Запас прочности составляет: в точке a – 11 %, в точке c – 3 %, в точке d – 94 %.