Подбор сечения балки

По таблице 50 для конструкции II группы в климатическом районе II5 принимаем сталь С255. По таблице 51 при толщине проката от 4 до 10 мм и св. 10 до 20 мм расчетное сопротивление листового проката Ry=240 МПа.

Определяем требуемый момент сопротивления балки:

.

Определяем минимальную высоту сечения балки из условия жесткости, т.е. не допущения предельного прогиба:

.

Предварительно задавшись высотой балки , определим рациональную толщину стенки .

Минимальная толщина стенки из условия ее работы на срез:

,

где: =1,5;

;

– высота стенки, принимаемая из условий:

Определяем толщину стенки из условия смятия под колесом крана:

– расчетное давление колеса крана с учетом коэффициента перегрузки n=1,1.

– момент инерции рельса.

Окончательно принимаем толщину стенки .

Определяем оптимальную высоту балки из условия минимального расхода материала для асимметричных балок:

,

где: – коэффициент асимметрии сечения.

Окончательно принимаем высоту балки h=450 мм.

Определяем требуемую площадь сечения составной балки, а также площади ее верхнего и нижнего поясов:

;

;

.

Компонуем сечение исходя из следующих соображений:

Из условия обеспечения общей устойчивости балки:

;

Из условия свариваемости элементов: , принимаем (по сортаменту ГОСТ 82–70*);

Из условия обеспечения местной устойчивости сжатого пояса:

;

;

Назначаем по сортаменту универсальной стали: с учетом того, что минимальная ширина верхнего пояса должна быть не менее 300 мм. Ширина нижнего пояса должна быть не менее 180 мм, что гарантирует применение автоматической сварки. Принимаем ширину нижнего пояса .

С учетом полученных параметров принимаем сечение балки (рис. 2.23).

Рис. 2.23 Сечение подкрановой балки

Геометрические характеристики принятого сечения балки:

Площадь сечения: .

Определим положение центра тяжести: ,

.

Моменты инерции сечения балки: ,