Проектирование стрелы башенного крана

    γ_c – коэффициент условий работы =0,75.

    Формула для определения требуемой площади  сечения пояса стрелы:

    (примем  φ=0,7)

        (7.7)

    по  сортаменту выбираем L№250х20 (250х250х20) с площадью сечения 96,96см²; i_y0=3,93cм; z₀=5,7см;

    Определяем гибкость:

            (7.8)

    интерполируем полученную гибкость и получаем φ≈0,8645

    Проверяем общую устойчивость подобранного сечения  пояса стрелы:

    

    считаем процент недогруженности сечения:

      т.о. недогруженность сечения находится в пределах допустимого. Принимаем уголок равнополочный 100х10.

6. Подбор сечения элементов соединительной решетки.

    Расчетная схема элементов соединительной решетки:

    

    S_рр=20,8кН

    1/L=cos45⁰; L=1/cos45=1,42

       (8.1)

    Подбор  сечения проводим по предельной гибкости λ≤[λ]=150.

    Гибкость 

    Где μ – коэффициент приведенной  расчетной длинны =1;

    

    принимаем уголок равнополочный №5 (50х5) i_min=0,99см. А=3,89см²; z₀=1,38cм

7.  Определение геометрических  характеристик поперечного  сечения стрелы.

    

    Определяем  момент инерции сечения II-II относительно оси х

      (9.1)

    Определяем  момент сопротивления сечения относительно оси Х

        (9.2)

    определяем  площадь поперечного сечения

    А=4А²=4х96,96=387,84см²      (9.3)

    Определяем  радиус инерции

        (9.4)

    Определяем  момент инерции относительно оси  У.

      (9.5)

    Определяем  момент сопротивления сечения относительно оси У:

        (9.6)

                 (9.7)

    Определяем  эксцентриситет относительно оси Х

       (9.8)

    т.к.  m_x <20 то требуется проверка общей устойчивости стрелы относительно оси х-х .

    Определяем  эксцентриситет относительно оси У:

       (9.9)

    т.к.  m_у <20 то требуется проверка общей устойчивости стрелы.

    Определение условной приведенной гибкости стрелы:

        (9.10)

                                                                           (9.11)

           

           

 

где - коэффициент, учитывающий форму стрелы и соотношение моментов инерции сечения и соответствующих длин стрелы

        - коэффициент, учитывающий влияние подвески, (в вертикальной плоскости ) 

где                                                                           (9.12) 

              

Величина: 

         

                   

где           - гибкость стрелы при изгибе относительно оси x и y ;

      А – площадь сечения стрелы;

     - коэффициенты, зависящие от угла наклона раскоса к поясу;

     - суммарная площадь сечений раскосов, лежащих соответственно в двух боковых и двух горизонтальных гранях стрелы и рассекаемых одним поперечным сечением стрелы.

Для стали типа Ст.3 получаем:

                       (9.13)

       

       

Для оси  y  ( ) зависит от     К=                                          (9.14)

где       L_n- длина подвески (по чертежу);

             N- сжимающее усилие в стреле. 

Проекция  усилия в подвеске на ось стрелы 

                    (9.15)

8. Проектирование сварного узла пояса и элементов соединительной решетки.

 

    Основные  правила конструирования узлов  данного типа:

1. Выполняется конструированная графическая подставка узла.
2. Выполняется расчет сварных соединений.

   2.1 Чтобы в узле при соединении  элементов решетки и пояса  не возникло больших изгибающих моментов, необходимо, чтобы оси элементов соединительной решетки были центрированы на обушок сварного уголка.

    2.2 Сварные швы в узле должны  сближаться на расстояние не менее 40 мм.

    2.3 Минимальная длина приварки должна  быть не менее 60 мм. Требуется удлинение полки уголка дополнительными планками.

    2.4 Конструктивный расчет сварных  швов. 

    2.5 Определяем площадь сварного  шва по обушку.

Катет шва – К.

(но не менее 4мм) принимаем  конструктивно 4 мм.

(но не менее 4мм) принимаем  конструктивно 4 мм.

Определяем  требуемую длину шва.

Производим  проверку прочности сварного шва  по формуле: 

  (10.1)

где β = 0,7 – коэффициент проплавления свариваемого металла.

γ_с = 0,75 – коэффициент условия работы.

    Как следует из рисунка, расчетная длинна сварного шва по обушку меньше, чем  возможная длинна сварного шва по чертежу.

Литература

1. СНиП ΙΙ-23-81*. Стальные конструкции/Госстрой СССР. –  М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 96с.
2. Кублаков Н.П., Спенглер И.Е. Строительная механика и металлические конструкции кранов-Киев:Будівельник, 1968. – 268с.
3. Живейнов Н.Н., Карасев Г.Н., Цей И.Ю. Строительная механика и конструкции строительных и дорожных машин. – М.: Машиностроение, 1984. – 280с.
4. Вертинский А.В., Гохбер М.М., Семенов В.П. Строительная механика и металлические конструкции. – Л.: Машиностроение, 1984. – 231с.