Проектирование металлоконструкции мостового крана

3.2 Основные расчетные  сочетания нагрузок

В соответствии с ГОСТ 24-090-72-83 приняты следующие основные расчетные сочетания нагрузок на металлоконструкцию крана:

Рис. 3.

а – сочетание 1

Действуют нагрузки от сил тяжести элементов крана  , вертикальная динамическая нагрузка при работе механизма подъема груза , подвижные вертикальные нагрузки (давления ходовых колес грузовой тележки).

Рис. 3.

б, в – сочетание 2 

Действуют нагрузки от сил тяжести элементов крана  и груза  , вертикальные динамические нагрузки при движении крана , горизонтальные динамические нагрузки при движении крана

Подвижные вертикальные нагрузки

Горизонтальные  подвижные нагрузки

 

Сочетание 3.

Действуют нагрузки от сил тяжести элементов крана  и груза , осевые нагрузки на ходовые колеса . Нагрузка учитывается при расчете концевых балок и элементов их крапления к пролетным балкам. 

В соответствие с Г ОСТ 24-090-72-83 продольная горизонтальная инерционная нагрузка при торможении тележки

 

Момент кручения от подвижной инерционной нагрузки (рис. 4)

,

Где - высота рельса типа Р24.

Рис. 4. Схемы к определению  моментов кручения:

  а – от подвижных  инерционных нагрузок;

  б – от распределенной  инерционной нагрузки

Момент кручения от распределенной инерционной нагрузки

Моменты кручения от сосредоточенных инерционных  нагрузок и не принимаются в виду их малости.

Расчетный момент кручения от горизонтальных нагрузок

Со стороны  главных балок на каждую концевую балку передаются силы в вертикальной и горизонтальной плоскостях.(рис5)

 

Рис. 5 Схемы нагрузок от главных балок  на концевые балки:

а - со стороны механизма передвижения

б – со стороны площадки токопровода 

Опорное давление главной балки со стороны механизма  передвижения при  положении тележки  над опорой А (сочетание 2)(рис5а,6а): 

 

Опорное давление главной балки со стороны площадки токопровода (рис. 5б и 6а):

При торможении тележки (половина всех колес тележки - тормозные)нагрузка

в горизонтальной плоскости (рис. 6б):

Рис. 6. Схемы нагрузок на концевую балку и эпюры сил:

а - в вертиакльной плоскости

б – в горизонтальной плоскости 

При расчете  горизонтальных нагрузок на мост силу давления ходовых колес тележки  с целью упрощения заменяем равнодействующей:(рис7,8)

 

     По  расчетной схеме моста, соответствующей  сочетанию II нагрузок (тележка в середине пролета, сочетание IIа), изгибающие моменты в горизонтальной плоскости в характерных сечениях главной и концевой балок от действия силы Т и равномерно распределений нагрузки равны:

 

рис.7 Схемы нагрузок в  горизонтальной плоскости  на конструкцию моста  при сочетании 2а

Суммарный изгибающий момент в середине пролета главной балки: 

Суммарный изгибающий момент в опорных сечениях главной  балки: 

 

По расчетной схеме моста, соответствующей сочетанию 2 нагрузок, рассматривают два возможных состояния:

сочетание  2б  – тележка в конце пролета  n

сочетание 2в  – тележка в середине пролета (рис. 8в)   

При сочетании 2б  нагрузок принимаем:

Изгибающие моменты от сил Т в характерных сечениях главной и концевой балок:

,

 где

При (сочетание 2б ):

При (сочетание 2в ):

Изгибающие моменты  от распределенного веса главной балки :

 

4. Расчет основных  узлов металлоконструкции  по методу предельных  состояний 

   4.1 Первое  предельное состояние

   По  первому предельному состоянию  производят расчет на прочность балки  с помощью линий влияния (ЛВ) в  вертикальной плоскости (рис. 9,10) и строятся эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости (рис. 7). Максимальный результирующий изгибающий момент находится примерно в середине пролета. Максимальное значение перерезывающей силы в вертикальной плоскости имеет место в опорном сечении главной балки.

   Результаты  вычислений для ряда сечений приведены  в таблице 1 и 2. Сечения 0, 1, 2, 3, 4, 5 главной балки выбраны для расчета прочности балки и проверки местной устойчивости стенок (рис. 11).

   Расчетные сопротивления материала стали 09Г2С: при растяжении, сжатии, изгибе , при сдвиге . Коэффициент условий работы по ОСТ 24-090-72-83:

   

, где 

- коэффициент условий работы  отдельных элементов конструкции

 коэффициент условий работы  узлов металлоконструкции крана

- для главной балки

- для концевой балки

- коэффициент условий работы, учитывающий возможные отклонения  толщин профилей металла, коррозионный износ и повреждения металла.

Рис 9. Линии влияния  изгибающих моментов в сечениях главной  балки 

Рис. 10. Линии влияния  поперечных сил в  сечениях главной  балки

Для главной  балки:

Для концевой балки:

Таблица 1 

Параметры линий влияния  изгибающих моментов и поперечных сил  в вертикальной плоскости главной балки 

 

*- для  - в м, для - в ,

** - для   - безразмерно,  для - в м

5в – сечение 5 при сочетании нагрузок 2

Таблица 2 

Расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил в главной  балке в вертикальной плоскости (сочетание  II)