Проектирование подкрановой балки
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Введение
Балка представляет собой конструктивный элемент сплошного сечения, предназначенный для работы на поперечный изгиб. Балки применяют в различных перекрытиях, рабочих площадках, эстакадах, мостах, подкрановых балках и других конструкциях. Наиболее широкое применение сплошностенчатые балки находят для небольших пролётов при больших нагрузках. В случае больших пролётов и малых нагрузок рациональнее использовать сквозные балки или фермы, так как получаемая в данном случае экономия металла более существенна, чем увеличение трудоёмкости.
Сварные балки обычно состоят из трёх элементов: вертикального - стенки и двух горизонтальных - поясов (полок), присоединяемых к стенке при помощи сварки, как правило, автоматической. Возможны и другие конструктивные решения составных балок.
Устройство поясов из нескольких листов, сваренных по продольным кромкам, менее предпочтительно ввиду необходимости сварки протяжённых швов, сложности обеспечения плотного прилегания поясных листов друг к другу, неравномерности распределения напряжений.
По статической схеме балки классифицируются на разрезные, консольные и неразрезные. В металлических конструкциях чаще применяют разрезные свободно опертые (без защемления) балки. Неразрезные балки и однопролётные защемлённые балки более экономичны по расходу металла, однако сложнее в изготовлении и особенно в монтаже.
Балки разделяют по способу соединения элементов на сварные и клепаные. Наибольшее распространение получили сварные балки, так как они более экономичны по расходу металла и менее трудоёмки при изготовлении. Клёпаные балки применяют редко, как правило, для конструкций, работающих в условиях тяжёлых динамических или вибрационных нагрузок.
Составные балки могут изготовляться из элементов с разными марками стали. Стенку балки, работающую в большей части на изгиб с незначительными напряжениями изготовляют из менее прочной и более дешёвой углеродистой стали, а пояса - из низкоуглеродистой. Наибольший эффект достигается при использовании в растянутых элементах высокопрочной стали.
С исторической точки зрения балки непрерывно эволюционировали.
На первоначальном этапе осуществляли изготовление балок прокаткой на примитивных станках с относительно небольшими поперечными сечениями. Большое значение имела прокатка двутавров.
Условие проката не позволяло придавать им наиболее рациональные формы, полки имели небольшую ширину, а стенка - значительную толщину.
Такой тип был не рационален с позиции использования металла. В балке, работающей на изгиб, наиболее напряжённая зона - полка. Стенка нагружена в меньшей степени. Следует основную массу металла иметь в полках, а в стенках - меньшую долю. Сварка открыла возможность создания рациональных коробчатых профилей. В настоящее время положение изменилось. Балки прокатываются с широкими полками с параллельными кромками, что облегчает взаимное сопряжение балок во взаимно перпендикулярных направлениях. Прокатываются тонкостенные двутавры.
1. Исходные данные
1.1Параметры балки
Грузоподъёмность, т 50
Количество кранов, одновременно воздействующих на балку 1
Пролёт подкрановой балки, м 12
Нормативная подвижная нагрузка, кН 470
База крана, мм 5600
Режим работы крана Т
Тип кранового рельса КР-80
Материал балки 09Г2.
2. Расчётно-технологическая часть
2.1 Определение расчётных нагрузок, действующих на балку
Балки, применяемые в конструкциях перекрытий различных зданий и сооружений, воспринимают вертикальные сосредоточенные и распределенные нагрузки.
Нормативные нагрузки на колёса крана указаны в стандартах на краны (ГОСТ 25711-83 и ГОСТ 6711-81).
Определяем расчётное значение вертикальной нагрузки, действующей на колесо крана, определяется по формуле, кН
,
где Fн - нормативная нагрузка на одно колесо крана;
?f - коэффициент надёжности по нагрузке;
Кg - коэффициент динамичности;
nc - коэффициент сочетания
Расчётная горизонтальная нагрузка на колесо крана, вызываемая торможением тележки для кранов с гибким подвесом груза, определяется по формуле, кН.
,
где Qкр - грузоподъёмность крана;
g - сила тяжести тележки (при отсутствии значения g его можно принимать равным 0,3Qкр);
n - число колёс на одной стороне моста крана
2.2 Определение расчётных усилий и построение эпюр
Для определения наибольших изгибающих моментов в балке от вертикальных и горизонтальных нагрузок устанавливаем кран в невыгодное положение.
Определяем реакции опор по формулам, кН
Определим поперечные силы по формулам, кН
Определяем изгибающие моменты по формулам, кН•м
Для определения максимальной поперечной силы один из грузов устанавливаем над опорой, а остальные располагаем как можно ближе к ней.
Определяем реакции опор по формулам, кН
Определяем поперечные силы по формулам, кН
Определяем изгибающие моменты по формулам, кН•м
Расчётные значения моментов и поперечных сил с учётом силы тяжести самой балки и временной нагрузки на тормозной балке будут равны:
в пролёте по формулам<