Подбор и компановка сечения балки

Страница 1

Требуемый момент сопротивления балки

Wxmp=Mf·β·γn/Ry·γc

где Mf-расчетный изгибающий момент, кН·см

Ry- расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по

пределу текучести; Ry=33 кН/см2

β-коэффициент, учитывающий дополнительные напряжения в верхнем

поясе балки от горизонтального воздействия крановой нагрузки;

принимаемый равным β=1,05

γn- коэффициент надежности по назначению; γn=1

γс- коэффициент условий работы, принимаемый в данных условиях γс=1

Wxmp=72900·1,05·1/33·1=2320 см3

Рис. 8. Схема подкрановой и тормозной балок

Минимальная высота подкрановой балки

hmin =5·γc·Ry·l·n0·Mln/24·E·Mf

где l-пролет балки, см

Е- модуль упругости стали Е=206·102 кН/см2

Mln – нормативный изгибающий момент в балке при загружении ее одним

краном

n0- величина, обратная предельному относительному прогибу, для балок

под краны нормального режима n0=400

hmin =5·1·33·600·400·45600/24·20600·72900=50,1 см

Оптимальная высота балки

hopt=k·Ö(Wxmp/tw)

где k- коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки;

при постоянном сечении сварных балок k=1,15

tw- толщина стенки, см

Предварительно толщина стенки определяется по формуле

tw=7+3 hmin/1000

tw=7+3·501 /1000=8,5 мм

Принимаем tw=9 мм

hopt=1,15·Ö(2320/0,9)=58,4 см

Принимаем h=60 см

Уточним толщину стенки из условия обеспечения ее прочности при работе на срез ( сдвиг)

tw>1,5·Qf· γn/hw·Rs· γc

где hw- высота сечения; hw=h-2tf=60-2*1,8=56,4см

tf- толщина пояса, предварительно принимаемая равной tf=14-20мм; =18мм

Rs- расчетное сопротивление сдвигу, кН/см2; Rs=19,14 кН/см2

tw>1,5·547· 1/56,4·19,14· 1=0,48см

Оставляем толщину tw =9мм.

hopt=1,15·Ö(2320/0,9)=58,4 см

Принимаем h=60 см

Проверка:

tw>1,5·547· 1/56,4·19,14· 1=0,76см tw=0,9см>=0,76см

Требуемая площадь сечения каждого поясного листа при симетричной балке равна

Аf=Wxmp/h- tw·h/6

Аf=2320/60- 0,9·60/6=29,7 см2

Толщина поясного листа tf=18мм. Ширина поясных листов bf=180мм.

Площадь сечения поясного листа Af=tf*bf=1,8*18=32,4см2.

По требованию обеспечения местной устойчивости поясов балки необходимо чтобы соблюдалось условие

Bef/tf<0,5Ö(E/Ry)

где Bef – ширина свеса сжатого пояса Bef=(Bf-tw)/2

Bef=(180-9) /2=85,5мм

8,55/1,8<0,5Ö(20600/33)

4,75<12,49

Условие выполняется

Проверка прочности и жесткости подкрановой балки

Площадь сечения элементов (см2):

Стенки балки Aw=hw·tw=56,4·0,9=50,76 cм2

Верхнего пояса Aft=Bf·tf=32,4 cм2

Нижнего пояса Afb=Bf·tf=32,4 cм2

Тормозного листа Ash=Bsh·tsh=85·0,6=51см2

где tsh- толшина стального рифленого листа: tsh=6мм

Bsh- ширина стального листа, зависящая от конкретных размеров

конструкций и измеряющаяся в пределах 85…90 см. =85см.

Площадь поперечного сечения швеллера Aсh, выполняющая роль пояса тормозной балки для швеллера №16 Aсh= 18,1 см2

Момент инерции (см4) площади поперечного сечения балки относительно оси Х-Х

Ix= hw3·tw/12+2·( Bf·tf3/12+ Afb((hw+ tf)/2)2)

Ix= 56,43·0,9/12+2·( 18·1,83/12+ 32,4((56,4+ 1,8)/4)2)=68346 см4

Расстояние от центра тяжести тормозной балки до оси Y0-Y0 (см)

Хc=(Ach·Xcho+Ash· Xsho)/( Ach+ Ash+2Aft)

Хc=(18,1·83+51· 40,5)/( 18,1+ 51+2*32,4) =26,7 см

где Xcho – расстояние от оси Y0-Y0 балки до центра тяжести окаймляющего

швеллера