Расчет нагрузок и определение усилий в подкрановой балке

Нагрузки от крана передаются на подкрановую балку через ко­леса крана. Число колес с каждой стороны крана, в том числе тор­мозных, указано в ГОСТе и ТУ на краны. Вертикальные и горизон­тальные Т нагрузки от мостовых кранов грузоподъемностью 10 – 125 т показаны на рис. 8.1. Расчет балок обычно выполняют на нагрузку от двух сближенных кранов (рис. 8.1, б). Так как вероятность появления одновременно наибольших нагрузок на двух кра­нах мала, то при подсчете усилий вводится понижающий коэффици­ент сочетания φ_c (согласно СНиП 2.01.07-85

φ_c = 0,85 – при кра­нах легкого и среднего режимов работы; φ_c = 0,95 – при кранах тяжелого и весьма тяжелого режимов работы; φ_c =l – при учете на­грузки только от одного крана).

Расчетные значения вертикальных и горизонтальных сил, приходящиеся на одно колесо крана, опреде­ляют по формулам:

(8.1)

(8.2)

где k_d1 k_d2 – коэффициенты динамичности, k_d1 принимается рав­ным: 1 – для кранов легкого и среднего режимов работы незави­симо от шага колонн и 1,1–1,2 – для кранов тяжелого и весьма тяжелого режимов работы в зависимости от шага колонн; γ_f=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке; F_cⁿ – максимальное нормативное давление на каток крана (по ГОСТ или ТУ на краны); k_d2 = 1— для легкого, среднего и тяжелого режимов (1K—6K) и k_d2=1,1 – для весьма тяжелого режима (7К—8К) (табл. 8.1).

Нормативную поперечную горизонтальную силу от торможения тележки крана, передаваемую на колесо мостового крана, опре­деляют по формуле:

(8.3)

где f – коэффициент течения при торможении тележки, равный 0,1 – для кранов с гибким подвесом груза и 0,2 – с жестким под­весом груза;

Q – грузоподъемность крана; G₁ – масса тележки кра­на, принимаемая по ГОСТу на краны (при отсутствии данных о мас­се тележки кранов с гибким подвесом приближенно можно прини­мать G_t=0,3G_c, где G_c – масса крана); n_k – число всех колес те­лежки, п_R – число тормозных колес тележки.

Краны, как правило, имеют четырехколесную тележку с двумя тормозными колесами, следовательно, при и для кранов с гибким подвесом груза формула (8.3) примет вид:

(8.4)

Примечание. При учете в расчетах нагрузки от одного кра­на коэффициенты динамичности k_d1=k_d2=1.

С жестким (8.4,а)

где n_о – число колес на одной стороне мостового крана; n_о=2 – для кранов грузоподъемностью Q=5…50 т; п₀ – 4 – грузоподъемно­стью 80...125 т и n_о=8 грузоподъемностью 160...320 т.

Для кранов тяжелого и весьма тяжелого режимов работы зна­чения допускается определять по формуле:

(8.5)

Нагрузка от кранов является подвижной, поэтому для опреде­ления изгибающих моментов М_тах и поперечных сил Q_max необходи­мо краны располагать в определенном положении. В разрезных под­крановых балках для вычисления наибольшего момента М_тах кра­новую нагрузку необходимо располагать так, чтобы середина балки была (по правилу Винклера) между равнодействующей усилий на балке и ближайшей силой от действия колеса крана (рис. 7.4. А,а,в). Наибольшую поперечную силу Q_max в разрезной балке определяют при расположении одной силы непосредственно на опоре, а осталь­ных - вблизи к этой же опоре (рис. 7.4. б,г).

Расчетные значения изгибающего момента и поперечных сил от действия вертикальных усилий с учетом влияния собственного веса подкрановых конструкций и возможной временной нагрузкина тормозной балке определяют по формулам:

(8.6)

(8.6, а)

где α₁=1,03 – при пролете балок б м; α₁=1,05 - при пролете 12 м и α₁ =1,08 – при пролете 18 м.

Расчетный изгибающий момент М_Т и поперечную силу Q_Т от действия горизонтальной нагрузки вычисляют при том же располо­жении крановой нагрузки, что и для М_тах и Q_max, поэтому М_Т и Q_T можно определить из соотношения горизонтальных Т^п и вертикаль­ных Fⁿ сил от одного колеса крана заданной грузоподъемности:

(8.7)

(8.7а)

По расчетным значениям М и Q рассчитывают балку по проч­ности; затем подобранное сечение проверяют на прогиб, общую и местную устойчивость, а также в необходимых случаях и на вы­носливость и выполняют расчет опорного ребра и соединений поя­сов со стенкой.