Расчет подкрановых балок.

Условная расчетная схема.

, ,

α - коэффициент, учитывающий влияние веса балки.

,

При расчете используют приближенный подход, то есть считаем, что горизонтальная нагрузка воспринимается тормозной балкой, а вертикальная – подкрановой.

Максимальное напряжение в точке А верхнего пояса балки равно:

,

- момент сопротивления верхнего пояса.

- момент сопротивления тормозной балки для крайней точки верхнего пояса.

Максимально напряжение в нижнем поясе:

.

Устойчивость верхнего пояса из плоской балки можно проверить по приближенной формуле:

,

- коэффициент продольного изгиба.

,

где - расстояние между узлами тормозной фермы от внеузлового приложения силы Т_к.

φ - коэффициент продольного изгиба, определяемый по гибкости верхнего пояса.

Проверка прогиба подкрановых балок.

- для разрезных балок:

.

Момент берется от нормативной нагрузки.

- для неразрезных балок:

,

М_ср - момент на средней опоре.

Для легкого режима работы крана - .

Для среднего - .

Для тяжелого - .

Проверка местной устойчивости подкрановой балки.

Устойчивость стенки подкрановой балки проверяется с учетом местных нормальных напряжений:

,

σ_х - краевое сжимающее напряжение в стенке,

τ_ху - среднее касательное напряжение в стенке,

σ_кр и τ_кр – критические нормальные и касательные напряжения.

,

F_к - расчетная нагрузка на колесе крана без учета динамичности,

γ_f - коэффициент увеличения нагрузки на колесе ( ),

l₀ - расчетная длина распределения усилия F_к.

Расчет соединения поясов подкрановой балки со стенкой.

Результирующее напряжение в швах будет равно геометрической сумме напряжений от поперечной силы и местных напряжений:

,

τ_w1 - напряжение от поперечной силы: ,

β_w - коэффициент условия работы сварного шва по металлу,

β_wf - границы сплавления,

β_wz - по металлу шва,

τ_w2 - местное напряжение: .

Аналогично определяются напряжения по металлу границы сплавления.

Катет шва определяется:

.

В клепаных балках выбирается наибольший шаг заклепок:

,

α - коэффициент, если стенка прострогана «заподлецо» с обушками верхних поясных уголков: α = 0,4

α = 0,1, если стенку не строгают.

N_min - наименьшее расчетное усилие, допускаемое на одну заклепку по срезу или смятию.

Подбор сечения подкрановой балки.

Влияние горизонтальных поперечных нагрузок можно учесть коэффициентом β.

,

Определяем требуемый момент сопротивления:

,

h_опт; t_ст – оптимальная высота балки и толщина стенки определяется как в обычных балках,

h_min - определяется из условий полного использования материала:

,

M_м - максимальный момент от загружения балки одним краном.

Окончательно высоту балки принимаем с учетом ширины листов или в целях унификации кратно 100мм.

Определив требуемую площадь полки, назначаем ее размеры из условий местной устойчивости при упругой работе.

.

Опорные узлы подкрановых балок.

Для восприятия горизонтальных поперечных воздействий кранов устанавливают элементы крепления балок к колоннам.

Элементы крепления рассчитывают на горизонтальное усилие Н:

.

Изгибающий момент в элементе крепления определяется как в балке с защемленными концами.

.