Определяем ординату линии влияния изгибающего момента для сечения под критическим грузом:

Далее строим линию влияния изгибающих моментов, и остальные ординаты получаем графически.

Минимальная высота подкрановой балки:

Оптимальная высота подкрановой балки:

где lw = 120 – гибкость стенки (принята предварительно).

Þ принимаем высоту подкрановой балки h = 130 см, что больше hmin= 95,63 см.

Определяем толщину стенки подкрановой балки из 2-х условий:

1) Условие на срез:

где Rs = 0,58Ry = 0,58·30 кН/см2 = 17,4 кН/см2;

hw = h – 2tf =130 см - 2.2 см = 126 см – высота стенки подкрановой балки;

tf = 2 см – толщина поясов подкрановой балки (принята предварительно).

2) Условие местной устойчивости без продольных ребер:

Принимаем толщину стенки подкрановой балки tw=1 cм.

Требуемый момент инерции подкрановой балки:

Проектируем пояса подкрановой балки.

Требуемый момент инерции двух поясов подкрановой балки:

Требуемая площадь пояса подкрановой балки:

hf = 130cм - 2 см = 128cм.

Принимаем толщину пояса подкрановой балки tf = 2 см.

Тогда, требуемая ширина пояса подкрановой балки:

Принимаем ширину поясов подкрановой балки bf = 40 см.

Проверка условия местной устойчивости сжатого пояса:

Условие выполняется.

Производим компоновку всего сечения подкрановой конструкции с учетом тормозной балки и определяем положение центра тяжести подкрановой конструкции.

Принимаем тормозную балку из швеллера №30 и рифленого листа толщиной tрл= 8 мм.

Ширина рифленого листа:

В нормах принято, что вертикальные нагрузки воспринимает только подкрановая балка, поэтому ось Х будет проходить через центр тяжести подкрановой балки. Если подкрановая балка симметричная, то ось Х проходит посередине. Горизонтальные нагрузки воспринимает только тормозная балка, которая состоит из трех элементов: верхнего пояса, рифленого листа и поддерживающего швеллера. Ось У будет проходить через центр тяжести тормозной балки.

Находим центр тяжести подкрановой конструкции:

Рис. 12. Компоновка поперечного сечения подкрановой конструкции

Определим геометрические характеристики скомпонованного сечения. Относительно оси Х определяем только характеристики подкрановой балки.

Относительно оси Y определяем характеристики тормозной балки:

3.3 Проверка прочности и жесткости подкрановых конструкций

Рис. 13. Эпюра нормальных напряжений в подкрановой конструкции

Верхний пояс работает одновременно на изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскости, поэтому прочность в т. А по нормальным напряжениям:

Далее проверяем наружный пояс тормозной балки в точке В.

Тормозная балка воспринимает следующие нагрузки:

1) Временная полезная нагрузка:

где gf = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке;

P0n=2 кН/м2 – нормативная временная нагрузка, задаваемая технологами.

2) Нагрузка от собственного веса настила:

3) Нагрузка от собственного веса швеллера:

Рис. 14. Вертикальные нагрузки на тормозную балку

Расчетную нагрузку на швеллер определяем как реакцию на левую опору условной расчетной схемы:

Определим изгибающий момент в швеллере:

Проверим прочность швеллера по нормальным напряжениям в точке В:

Проверим жесткость швеллера (по нормативным нагрузкам):

Здесь

Проверим прочность подкрановой балки на опоре по касательным напряжениям:

Здесь – статический момент полусечения балки.

Проверим прочность стенки подкрановой балки по местным напряжениям от давления колес крана:

где gf1=1,1 (для группы режима кранов 3К) – дополнительный коэффициент надежности по нагрузке;

F'k – расчетное вертикальное давление колеса крана без учета коэффициента динамичности;