Расчёт нагрузок и определение усилий в подкрановой балке

Нагрузки от крана передаются на подкрановую балку через колёса крана. Число колёс с каждой стороны крана, в том числе тормозных, указано в ГОСТе и ТУ на краны. Вертикальные и горизонтальные T нагрузки от мостовых кранов грузоподъёмностью 10-125т показаны на рис. 3. Расчёт балок обычно выполняют на нагрузку от двух сближенных кранов (рис. 3,в). Так как вероятность появления одновременно наибольших нагрузок на двух кранах мала, то при подсчёте усилий вводится понижающий коэффициент сочетания (согласно СНИП 2.01.07-85 =0.85- при кранах лёгкого и среднего режимов работы; =1- при учёте нагрузки только от одного крана). Расчётные

Рис. 3. Нагрузки от мостовых кранов

а- четырёх колёсных грузоподъёмностью 10-50/10т; б- восьмиколёсных грузоподъёмностью 80/20-125/20т; в- от двух спаренных кранов

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

F= ; (1)

T= , (2)

где k_d1 , k_d2 - коэффициенты динамичности; k_d1 принимается равным: 1- для кранов лёгкого и среднего режимов работы независимо от шага колонн и 1.1-1.2-для кранов тяжёлого и весьма тяжёлого режимов работы в зависимости от шага колонн; =1.1- коэффициент надёжности по нагрузке; - максимальное нормативное давление на каток крана (по ГОСТ или ТУ на краны); k_d1=1-для лёгкого, среднего и тяжёлого режимов (1K-6K) и k_d2=1.1- для весьма тяжёлого режима (7K-8K) (таблица 1).

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

= f * (Q+G _t) * (n_k'/n_k)/n₀, (3)

где f- коэффициент течения при торможении тележки, равный 0.1- для кранов с гибким подвесом груза и 0.2- с жёстким подвесом груза; Q- грузоподъёмность крана; G_t- масса тележки крана, принимаемая по ГОСТу на краны (при отсутствии данных о массе тележки кранов с гибким подвесом приближённо можно принимать G_t=0.3G_c, где G_c- масса крана); n_k - число всех колёс тележки, n_k'- число тормозных колёс тележки.

Краны, как правило, имеют четырёхколёсную тележку с двумя тормозными колёсами, следовательно, при n_k'/n_k = 0.5 и f=0.1 для кранов с гибким подвесом груза формула (3) примет вид:

= 0.05* (Q+G_t)/n₀ (4)

Рис. 4. Определение M_max и Q_max при загружении подкрановой балки двумя четырёхколёсными кранами

а,б- балки пролётом l=12м; в,г- то же, l=6м; 1 – кран I ; 2 – кран II

Таблица 1. Значения коэффициентов динамичности k_d

подкрановых балок

Режим работы кранов	Режим работы по ГОСТу	Шаг колонн В, м.	Коэффициент
Легкий, средний	1К - 4К	Независимо от В
Тяжелый	5К - 6К	В£12	1,1
В>12
Весьма тяжелый	7К - 8К	В£12	1,2	1,1
В>12	1,1	1,1

Примечание. При учёте в расчётах нагрузки от одного крана коэффициенты динамичности k_d1= k_d2=1.

а с жёстким

= 0.1 (Q+G_t)/n₀ , (4,a)

где n₀ - число колёс на одной стороне мостового крана; n₀ = 2- для кранов грузоподъёмностью Q=5...50т; n₀ = 4-грузоподъёмностью 80...125т и n₀ = 8 - грузоподъёмностью 160...320т.

Для кранов тяжёлого и весьма тяжёлого режимов работы значения допускается определять по формуле

(5)

Нагрузка от кранов является подвижной, поэтому для определения изгибающих моментов M_max и поперечных сил Q_max необходимо краны располагать в определённом положении. В разрезных подкрановых балках для вычисления наибольшего момента M_max крановую нагрузку необходимо располагать так, что-бы середина балки была (по правилу Винклера) между равнодействующей усилий на балке и ближайшей силой от действия колеса крана (рис. 4,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.4,б,г).

Расчётные значения изгибающего момента и поперечных сил от действия вертикальных усилий с учётом влияния собственного веса подкрановых конструкций и возможной временной нагрузки {Временную нагрузку на площадках обслуживания и ремонта крановых путей, расположенных на тормозных балках, принимают по техническим заданиям и не менее 1.5 кН/м² (150кгс/м²) с коэффициентом надёжности по нагрузке = 1.4.} на тормозной балке определяют по формулам:

; (6)

, (6a)

где = 1.03- при пролёте балок 6м; = 1.05- при пролёте 12м и = 1.08- при пролёте 18м.

Расчётный изгибающий момент M_Т и поперечную силу Q_Т от действия горизонтальной нагрузки вычисляют при том же расположении крановой нагрузки, что и для M_max и Q_max, поэтому M_Т и Q_Т можно определить из соотношения горизонтальных Tⁿ и вертикальных Fⁿ сил от одного колеса крана заданной грузоподъёмности:

M_Т = M_max * ( ); (7)

Q_Т = Q_max * ( ); (7a)

По расчётным значениям M 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 расчёт опорного ребра и соединений поясов со стенкой.