Проверочные расчеты подкрановых конструкций

ООО «ЭСТе»

______________________________________________________________________

ОАО "Балтийский завод""

Цех №8

Пролет Б-В в осях 1 - 13

ПРОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ

ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

Шифр 28/08/12

СОДЕРЖАНИЕ

1. пояснительная записка 3

2. исходные данные для расчетов 4

3. Расчет балок в осях 6-13 5

4. Расчет ферм в осях 2-6 9

5. Результаты химического анализа стали 18

пояснительная записка

Расчет металлических подкрановых конструкций пролета Б-В в осях 1-13 цеха №8 завод» выполнялся в соответствии с указаниями СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции» и СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия".

Крановые нагрузки приняты по паспортам кранов.

Пролет оборудован тремя кранами:

Кран г/п 50/10т с давлением на колесо Рmax=43т работает от оси 1 до оси 6, кран г/п 10т с давлением на колесо Рmax= 9,9т и кран г/п 30/5т с давлением на колесо Рmax= 27,8т работают по всему пролету.

Режим работы кранов средний.

Подкрановые конструкции цеха:

- в осях 1-6 стальные клепаные фермы пролетами 8,9м и 12,9м;

- в осях 6-13 стальные клепаные разрезные двустенчатые балки пролетом 12,9м;

- направляющие - квадрат 60х60мм.

В рамках данной работы был проведен химический анализ стали подкрановых конструкций. Согласно результатам химического анализа сталь конструкций соответствует марке 08кп по ГОСТ 1050-88. Расчетное сопротивление стали подкрановых балок по пределу текучести принято в соответствии с указаниями гл. 18 СП 16.13330.2011 равным Ry = 1800кг/см2;

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Статические расчеты производились с использованием программного комплекса SCAD (сертификат соответствия POCC RU. СП15.Н00460).

Расчеты производились по первой и второй группе предельных состояний.

В результате проверочных расчетов установлено, что подкрановые конструкции удовлетворяют требованиям СП 20.13330.2011 по прочности, устойчивости и деформативности.

Подкрановые конструкции пролета Б-В в осях 1-13 могут эксплуатироваться на существующие крановые нагрузки.

исходные данные для расчетов

Схема расположения кранов и подкрановых конструкций

Таблица крановых характеристик

Схема концевой балки крана

Расчет балок в осях 6-13

Сечение подкрановых балок

Геометрические характеристики сечения

Характеристики даны с учетом ослабления отверстиями (нетто)

Геометрические характеристики
Параметр	Значение	Единицы измерения
A	Площадь поперечного сечения	502,04	см2
Iy	Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y	1264164,064	см4
Iz	Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z	61730,464	см4
It	Момент инерции при свободном кручении	494,422	см4
iy	Радиус инерции относительно оси Y1	50,18	см
iz	Радиус инерции относительно оси Z1	11,089	см
Wu+	Максимальный момент сопротивления относительно оси U	18609,018	см3
Wu-	Минимальный момент сопротивления относительно оси U	21402,16	см3
Wv+	Максимальный момент сопротивления относительно оси V	2871,184	см3
Wv-	Минимальный момент сопротивления относительно оси V	2871,184	см3
Wpl, u	Пластический момент сопротивления относительно оси U	23083,796	см3
Wpl, v	Пластический момент сопротивления относительно оси V	5137,35	см3
Iu	Максимальный момент инерции	1264164,064	см4
Iv	Минимальный момент инерции	61730,464	см4
iu	Максимальный радиус инерции	50,18	см
iv	Минимальный радиус инерции	11,089	см
au+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)	5,719	см
au-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)	5,719	см
av+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)	37,067	см
av+	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)	42,63	см
ym	Координата центра масс по оси Y	10	см
zm	Координата центра масс по оси Z	65,933	см
I1	Момент инерции относительно глобальной оси Y	1314368,063	см4
I2	Момент инерции относительно глобальной оси Z	2244170,566	см4
Ip	Полярный момент инерции	1325894,528	см4
ip	Полярный радиус инерции	51,391	см
Wp	Полярный момент сопротивления	18608,014	см3

Расчет балки на совместное действие нагрузок

Сталь: 08кп Расчетное сопротивление стали Ry= 1,8 Т/см2

Коэффициент условий работы 1,0

Коэффициент надежности по ответственности 1,0

Длина пролета L = 12,9 м

Загружение 1. Собственный вес

Загружение 2. Расчетные крановые нагрузки (к-т надежности по нагрузке 1,2)

Усилия от комбинации загружений 1 и 2 (с коэффициентом сочетания для двух кранов 0,85):

Эпюра Му (Т*м)

Эпюра Qz (Т)

Эпюра Мz (Т*м)

Эпюра Qy (Т)

Результаты расчета по комбинациям загружений

My = 154,81 Т*м

Qz = 31,3 Т

Mz = 5,14 Т*м

Qy = 1,02 Т

Проверено по СП	Проверка	Коэффициент использования
п.8.2.1	Прочность при действии изгибающего момента My	0,453
п.8.2.1	Прочность при действии изгибающего момента Mz	0,098
п.8.2.1	Прочность при действии поперечной силы Qy	0,002
п.8.2.1	Прочность при действии поперечной силы Qz	0,059
п.9.1.1	Прочность при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов	0,551

Коэффициент использования 0,551 - Прочность при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов

Перемещения:

Вертикальный прогиб

Максимальный прогиб составил 8,03 мм, что не превышает допустимого по СП 20.13330.2011 для подкрановых балок кранов среднего режима работы: [f]=L/400=12900/400=32,2мм.

Горизонтальное перемещение

Максимальное перемещение составило 5,32 мм, что не превышает допустимого по

СП 20.13330.2011 для подкрановых балок кранов среднего режима работы: [f]=L/1000=12900/1000=12,9мм.

Расчет ферм в осях 2-6

Диаметр заклепок 17мм.

Расчетная схема фермы

Загружение 1 – собственный вес с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2;

Варианты крановых загружений (с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2):

Загружение 2

Загружение 3

Загружение 4

Загружение 5

Загружение 6

Расчет верхнего пояса

Максимальные усилия в верхнем поясе возникают от комбинации загружений 1 и 5 (с коэффициентом сочетания для двух кранов 0,85):

-Продольные силы

-Моменты My

-Поперечные силы Qz

-Моменты Mz

-Поперечные силы Qy

Геометрические характеристики сечения верхнего пояса

Характеристики даны с учетом ослабления отверстиями (нетто)

Параметр	Значение	Единицы измерения
A	Площадь поперечного сечения	225	см2
Iy	Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y	83884,728	см4
Iz	Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z	28682	см4
It	Момент инерции при свободном кручении	134,419	см4
iy	Радиус инерции относительно оси Y1	19,309	см
iz	Радиус инерции относительно оси Z1	11,291	см
Wu+	Максимальный момент сопротивления относительно оси U	2490,886	см3
Wu-	Минимальный момент сопротивления относительно оси U	4456,423	см3
Wv+	Максимальный момент сопротивления относительно оси V	1365,81	см3
Wpl, u	Пластический момент сопротивления относительно оси U	3913,422	см3
Wpl, v	Пластический момент сопротивления относительно оси V	2365,5	см3
Iu	Максимальный момент инерции	83884,728	см4
Iv	Минимальный момент инерции	28682	см4
iu	Максимальный радиус инерции	19,309	см
iv	Минимальный радиус инерции	11,291	см
au+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)	6,07	см
au-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)	6,07	см
av+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)	11,071	см
av+	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)	19,806	см
ym	Координата центра масс по оси Y	1,506e-016	см
zm	Координата центра масс по оси Z	-18,823	см
I1	Момент инерции относительно глобальной оси Y	83884,728	см4
I2	Момент инерции относительно глобальной оси Z	108403,523	см4
Ip	Полярный момент инерции	112566,728	см4
ip	Полярный радиус инерции	22,367	см
Wp	Полярный момент сопротивления	2911,202	см3

Расчет пояса на совместное действие нагрузок

Сталь: 08кп Расчетное сопротивление стали Ry= 1,8 Т/см2

Коэффициент условий работы 1,0

Коэффициент надежности по ответственности 1,0

Длина элемента 3,23 м

Расчетная длина в плоскости XoY 4

Расчетная длина в плоскости XoZ 1

Результаты расчета по комбинациям загружений:

N = -44,8 т

My = 29,6 т*м

Qz = 52 т

Mz = 7,94 т*м

Qy = 2,03 т

Проверено по СП	Проверка	Коэффициент использования
п.8.2.1	Прочность при действии изгибающего момента My	0,648
п.8.2.1	Прочность при действии изгибающего момента Mz	0,317
п.8.2.1	Прочность при действии поперечной силы Qy	0,008
п.8.2.1	Прочность при действии поперечной силы Qz	0,217
п.9.1.1	Прочность при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов	0,856
п.7.1.3	Устойчивость при сжатии в плоскости XoY (XoU)	0,168
п.7.1.3	Устойчивость при сжатии в плоскости XoZ (XoV) )	0,112
п. 9.2.9	Устойчивость при сжатии с изгибом в двух плоскостях	0,928

Коэффициент использования 0,928 - Устойчивость при сжатии с изгибом в двух плоскостях

Расчет нижнего пояса

Максимальные усилия в нижнем поясе возникают от комбинации загружений 1 и 4 (с коэффициентом сочетания для двух кранов 0,85):

-Продольные силы

Геометрические характеристики сечения нижнего пояса

Характеристики даны с учетом ослабления отверстиями (нетто)

Параметр	Значение	Единицы измерения
Площадь поперечного сечения	102,6	см2
Момент инерции относительно центральной оси Y	12560	см4
Момент инерции относительно центральной оси Z	17534,296	см4
Момент инерции при свободном кручении	15016,26	см4
Секториальный момент инерции	86552,843	см6
Радиус инерции относительно оси Y1	10,855	см
Радиус инерции относительно оси Z1	12,825	см

Расчет пояса на совместное действие нагрузок

Длина элемента 3,23 м

Расчетная длина в плоскости XoY 4

Расчетная длина в плоскости XoZ 1

Результаты расчета по комбинациям загружений:

N = 59,8 т

Проверено по СП	Проверка	Коэффициент использования
пп.7.1.1	Прочность при центральном растяжении	0,324

Коэффициент использования 0,324 - Прочность ветви при центральном сжатии/растяжении.

Расчет опорного раскоса

Максимальные усилия в опорном раскосе возникают от комбинации загружений 1 и 4 (с коэффициентом сочетания для двух кранов 0,85):

-Продольные силы

Геометрические характеристики сечения раскоса

Характеристики даны с учетом ослабления отверстиями (нетто)

Параметр	Значение	Единицы измерения
A	Площадь поперечного сечения	85	см2
Iy	Момент инерции относительно центральной оси Y	6765	см4
Iz	Момент инерции относительно центральной оси Z	3926,776	см4
It	Момент инерции при свободном кручении	32,663	см4
iy	Радиус инерции относительно оси Y1	8,184	см
iz	Радиус инерции относительно оси Z1	6,235	см

Расчет раскоса на совместное действие нагрузок

Длина элемента 4,83 м

Расчетная длина в плоскости XoY 1

Расчетная длина в плоскости XoZ 1

Результаты расчета по комбинациям загружений:

N = 69,3 т

Проверено по СП	Проверка	Коэффициент использования
пп.7.1.1	Прочность при центральном растяжении	0,453

Коэффициент использования 0,453 - Прочность ветви при центральном растяжении.

Расчет крайней стойки

Максимальные усилия стойке возникают от комбинации загружений 1 и 4 (с коэффициентом сочетания для двух кранов 0,85):

-Продольные силы

Геометрические характеристики сечения стойки

Характеристики даны с учетом ослабления отверстиями (нетто)

Параметр	Значение	Единицы измерения
A	Площадь поперечного сечения	85	см2
Iy	Момент инерции относительно центральной оси Y	6765	см4
Iz	Момент инерции относительно центральной оси Z	3926,776	см4
It	Момент инерции при свободном кручении	32,663	см4
iy	Радиус инерции относительно оси Y1	8,184	см
iz	Радиус инерции относительно оси Z1	6,235	см

Расчет стойки на совместное действие нагрузок

Длина элемента 3,6 м

Расчетная длина в плоскости XoY 1

Расчетная длина в плоскости XoZ 1

Результаты расчета по комбинациям загружений:

N = -35,13 т

Проверено по СП	Проверка	Коэффициент использования
п.7.1.3	Устойчивость при сжатии в плоскости XoY (XoU)	0,239
п.7.1.3	Устойчивость при сжатии в плоскости XoZ (XoV) )	0,221
п.7.1.1	Прочность при центральном сжатии/растяжении	0,19

Коэффициент использования 0,239 - Устойчивость при сжатии в плоскости XoY (XoU)

Перемещения:

Вертикальный прогиб

Максимальный прогиб составил 5,17 мм, что не превышает допустимого по СП 20.13330.2011 для подкрановых балок кранов среднего режима работы: [f]=L/400=12900/400=32,2мм.

Горизонтальное перемещение