Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПРОЛЕТНЫХ БАЛОК С ПОДТЕЛЕЖЕЧНЫМ РЕЛЬСОМ ПО ОСИ ПОЯСА



Схема расчетного поперечного сечения двоякосимметричной балки с рельсом по оси пояса показана на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Расчетное поперечное сечение двоякосимметричной балки коробчатого сечения с рельсом по оси пояса

Расчет и выбор размеров поперечного сечения балки производится по первому предельному состоянию из условия обеспечения прочности при действии нагрузок комбинаций II А и по второму предельному состоянию из условия обеспечения статической жесткости при действии нагрузок комбинации II Г с последующей проверкой на действие нагрузок IIБ и II В.

Из условия обеспечения прочности необходимая величина момента сопротивления балки при изгибе в вертикальной плоскости

(5.1)

где М— расчетный изгибающий момент для комбинации II А по формуле (4.11); R- расчетное сопротивление ма­териала конструкции (табл. 1.2, 1.3); γ0 — коэффициент неполноты расчета.

Величина коэффициента неполноты расчета определяет­ся по формуле

(5.2)

где — рекомендуемые ВНИИПТМАШ [4]вели­чины коэффициентов ответственности, приведены в табл. 5.1—5.5.

Таблица 5.1 - Значения коэффициентов ответственности [4]

Классификация элементов конструкции Вид отказа
Элементы, отказ которых вызывает непосредственную угрозу для жизни человека или тяжелые технологические последствия С предупредительным признаком при вязком разрушении* 0,9
Без предупредительного признака при хрупком разрушении 0,6
Элементы, отказ которых связан с нарушением функционирования конструкции (отдельной детали) или ограничением работоспособности конструкции (отдельной детали) С предупредительным признаком при влиянии - на конструкцию в целом - на отдельные элементы     1,0 1,0
Без предупредительного признака при влиянии - на конструкцию в целом - на отдельные элементы     0,75 0,85
Вспомогательные элементы Независимо от отказа 1,0

* Подразумевается отказ, которому предшествует появление пласти­ческих (остаточных) деформаций.

Таблица 5.2 - Значения коэффициентов [4]

Профиль элемента
Открытые профили при толщине полки (стенки) менее 5 мм и замкнутые коробчатые и трубчатые профили при толщине стенки менее 4 мм 0,90
Все виды профилей и листы, кроме указанных: - в случае отсутствия данных о фактических значениях тех­нологических допусков на изготовление профилей и лис­тов; - при наличии гарантированных данных (обеспеченностью не мене чем 95%) фактических значениях допусков 0,95   1,0

 


Таблица 5.3 - Значения коэффициентов для пролетных балок крановых мостов [4]

Схема моста Особенности конструкции моста и используемого метода расчета пролетных балок
Двухбалочный   Коробчатые пролетные балки при расположении подтележечного рельса в середине балки 0,85
у края балки, в том числе над стенкой, без учета стесненного кручения 0,75
у края балки с учетом стесненного кручения 0,85
Двутавровые прокатные и составные пролетные балки при расположении подтележечного рельса над стенкой 1,0
Однобалочный с консольной грузовой тележкой При учете стесненного кручения пролетной балки Без учета стесненного кручения пролетной балки 0,90 0,70
Однобалочный с подвесной монорельсовой грузовой тележкой   Из одностенчатой двутавровой балки С коробчатой балкой С трубчатой балкой при отношении наружного диаметра трубы D к толщине стенки δ: D/δ≤200 D/δ>200 1,0 0,95     0,95 0,80

 

Таблица 5.4 - Значения коэффициентов для отдельных элементов металлоконструкций [4]

Элементы конструкции
Cжатые основные элементы решетки (кроме опорных раскосов таврового сечения из уголков) при гибкости λ>60   Сжатые элементы решетки из одиночных равнополочных уголков (или неравнополочных, прикрепленных большей полкой): раскосы перекрестной и раскосно-стоечной решетки стойки раскосной и полураскосной решетки, раскосы полураскосной решетки   раскосы раскосной решетки и перекрестной решетки с совмещенными узлами в смежных гранях   раскосы и стойки при всех схемах решетки при крепле­нии к поясам только через фасонку без дополнительных подкреплений   Сжатые элементы решетки из одиночных неравнополочных уголков при приварке к поясам меньшей полкой   Сжатые и растянутые элементы из одиночных швеллеров прикрепляемые стенкой полкой   Другие сжатые элементы (кроме замкнутых трубчатых) при расчетах на устойчивость   Затяжки, тяги, стяжки, подвески, выполненные из прокатной стали   Другие растянутые элементы решетки и пояса   Сплошные балки при расчетах на общую устойчивость   0,80     0,90     0,85     0,75     0,75     0,90 0,75     0,85   0,90   0,95   0,95  

 

Таблица 5.5 - Значения коэффициентов для концевых балок крановых мостов [4]

Элемент конструкции     Режимная группа по ИСО 4301/1
А4,А5 А6...А8
Надбуксовые части концевых балок с уг­ловыми буксами 0,6 0,4
Все остальные элементы концевых балок 0,8 0,6

Оптимальная по условию минимума веса высота двухстенчатой балки (приH≈h) при обеспечении ее прочности

, (5.3)

где δC — толщина одной стенки (рис. 5.1); Hσ— высота балки из условия прочности.

Из условия обеспечения статической жесткости в верп калькой плоскости оптимальная высота балки

(5.4)

где Jxмомент инерции поперечного сечения балки в вертикальной плоскости.

Для схем нагружения по рис. 4.3 и 4.4 величины прогибов:

- при четырехколесной тележке

(5.5)

- при восьмиколесной тележке

(5.6)

где Е— модуль упругости материала; — предельно допускаемые относительные прогибы, определяемые по табл 5.6; расчетные размеры — по рис. 4.3 и 4.4.

(5.7)

Таблица 5.6 - Предельно допустимые относительные прогибы пролетных балок мостовых кранов при действии нормативных подвижных нагрузок [6, 8]

Наличие и расположение ка­бины управления     Нормы для группы классификаций по ИСО 4301/1
А1 А2,АЗ А4,А5 А6,А7 А8
Отсутствует 1/400 1/500 1/500 1/700 -
Установлена у края моста 1/500 1/500 1/600 1/800 1/900
Установлена в центре моста ли на подвижной тележке 1/500   1/600   1/800   1/1000   1/1000  

Примечание. Значения предельно допустимых прогибов от статиче­ского веса тележки с номинальным грузом, расположенным в середине пролета, приведены к длине пролета моста L,.

Время затухания колебаний tзат не нормируется. Рекомендуемые в [9, 10, 11] значения для времени затухания колебаний после опускания груза составляют 10. . . 12 с.

Равнодействующая давлений колес определяется для давлений и , рассчитываемых по комбинации нагрузок IIГ, т. е. при действии подвижной нагрузки – номинального веса тележки и номинального груза без учета коэффициентов перегрузки и динамичности.

Из формул (5.5) и (5.6) минимальный момент инерции балки:

- при четырехколесной тележке

(5.8)

- при восьмиколесной тележке

(5.9)

В выполненных конструкциях кранов толщина стенок лежит в сравнительно узком диапазоне: от 5 до 25 мм. В связи с этим оптимальную высоту балки при полученных значения Wх и Jx определяют, варьируя толщину стенки δC . Для наглядности целесообразно построить графики Hσ и Hf.

Взаимное положение графиков Hσ и Hf зависит от конкретных параметров крана, например, как показано на рис. 5.2. При ином соотношении параметров крана эти графики могут и не пересекаться. Определяющим фактором должна приниматься большая из расчетных значений высота. Так, на рис. 5.2 на участке АВ размеры балки должны назначаться из условия её жесткости, а на участке ВС — из условия прочности.

Рис. 5.2. Выбортолщины стенки при S=300

По рекомендации ВНИИПТМАШ гибкость стенки (отношение высоты стенки к её толщине) рационально принимать не больше 300.

Дополнительным критерием выбора высоты балки может быть сравнение с выполненными конструкциями. Обычно у кранов грузоподъемностью 5... 50 т высота балки составляет , а у кранов грузоподъемностью 80... 320 т. .

С увеличением толщины проката его прочностные характеристики снижаются, в связи с чем рекомендуется применять листовой прокат из углеродистой стали толщиной до 50 мм, а из низколегированной стали - толщиной до 40 мм.

Ширина пояса для обеспечения жесткости балки в горизонтальной плоскости принимается

,

где L — пролет крана.

Считается, что оптимальная толщина пояса получается, когда площадь пояса равна одной трети площади стенки. Тогда

, (5-10)

при этом δП =(1...3)δС.

Иногда при определении толщины пояса используют следующие выражения:

, (5.11)

или

. (5.12)

Так как Wx и Jx определены из различных условий, формулы (5.11) и (5.12) не эквивалентны.

Для обеспечения устойчивости верхнего пояса размер между стенками балки из стали Ст. 3 при расчетном сопротивлении R=225 МПа должен быть не более чем

(5.13)

при других расчетных сопротивлениях R эту величину необходимо умножать на

Из условия возможности приварки диафрагмы к стенке и поясу этот же размер в зависимости от высоты балки должен корректироваться в пределах не менее 300... 500 мм.

При необходимости отступления от оптимальной высот для сохранения толщины стенки δСи заданного момента сопротивления WХ толщину пояса можно принимать:

(5.14)

а при сохранении заданного момента инерции Jx

(5.15)

где ; H— принятая конструктивная высота балки.

После этого окончательно назначаются размеры поперечного сечения главной балки в средней части пролета и определяются её фактические геометрические характеристики. Проверка прочности балок на действие нагрузок IIБ и IIB производится после подбора размеров концевых балок и компоновки узлов сопряжения пролетных и концевых балок.




Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.