Величина расчетного изгибающего момента от вертикальных сил:

где   – коэффициент надежности по назначению [1 стр.57],

 – коэффициент перегрузки для крановой нагрузки [3 п.4.8],

 – коэффициент, учитывающий вес подкрановой и тормозной балок с рельсом [4 табл. 2.1],

 – коэффициент сочетаний, [3 п.4.17], 

сумма ординат линии влияния, расположенных под грузами,  

 – коэффициент динамичности [3 п.4.9],

 – наибольшая сила давления колеса крана

=540 кН

Mmax=0,95*1,1*0,85*1,05*1,1*540*2*5,245/2=2906 кНм

Расчетный изгибающий момент от поперечных тормозных сил определяется по той же линии влияния, что и Mmax и при том же загружении:

– горизонтальная сила одного колеса крана от поперечного торможения тележки с грузом.

где: n_о=2 – число колёс с одной стороны крана;

Q=50 т – номинальная грузоподъёмность крана;

G_т =180 кН – вес тележки.

=0,05*(9,8*50+180)/2=16,75 кН

Mz=0,95*1,1*0,85*1,1*16,75*2*5,245/2=85,8 кНм

Расчётная поперечная сила в сечении у опоры от вертикальной нагрузки:

Qmax=0,95*1,1*0,85*1,04*540*1,1*(6,755+5,245)/12 кН

Подбор сечения подкрановой балки.

Согласно условиям работы проектируемых конструкций принимаем сталь марки С255 ГОСТ 27772–88 с расчетным сопротивлением:

· по пределу текучести Ry=23 кН/см²

· по временному сопротивлению Ru=35,5 кН/см²

Наименьшая допустимая высота балки из условия жесткости:

где Ry=23 кН/см²  – расчетное сопротивление материала балки [2 табл.51*]

Е=2,06*10 кН/см² – модуль упругости стали

n_ср=1,1 – осреднённый коэффициент перегрузки [4 стр.12]

n₀=600 – величина, обратная предельному значению относительного прогиба балки [4 стр12]

l=12 м – расчетный пролет балки

hmin=5*23*600*1200/(34*2,06*10000*1,1)=1,52 см

Толщина стенки определяется по эмпирической формуле:

мм

По Сортаменту на сталь прокатную толстолистовую принимаем           стенку балки толщиной t_ст.=14 мм

Оптимальная высота балки из условия прочности, отвечающая наименьшей её массе при упругой работе материала:

где  к = 1,1

Wтр – требуемый момент сопротивления сечения балки

Wтр=290600/(0,9*23)=14039 см³

см

По Сортаменту принимаем высоту стенки балки h_ст.=1600 мм 

[1 пр.14 табл.5]

Минимальная ширина полок:

верхней bb min=2*(hp/2+2+3)=2*(13/2+2+3)=23 см

По [1 пр.14 табл.5] принимаем bb min=40 см

нижней   bн min=(6d+tст)=(6*2+1,4)=13,4 см – из условия размещения болтов

По [1 пр.14 табл.5] принимаем bн min =26 см

Толщину полок определяем по [2 табл.30]:

где bef=(40-1,4)/2=19,3 см

tw=1,4 см – толщина стенки балки

hef=160 см – расчетная высота балки

tп=19,3*1,4/(0,11*160)=0,86 см

По [1 пр.14 табл.5] принимаем t=1,54 см

Конструктивные требования, предъявляемые  к сечению сварной

подкрановой балки:

· tп max=40 мм

· tст ≤ tп ≤3 tст – из условия свариваемости

· tст=8 – 16 мм

· из условия обеспечения  местной устойчивости поясов [4 стр.13]:

, 25<29,9 – условие выполняется

Принимаем подкрановую балку:

h_ст=160 см

t_ст=1,6 см

b_в=40 см

b_н=26 см

t_п=1,6 см

Тормозная балка

Тормозная балка состоит из швеллера и горизонтального листа.

· швеллер №14: А_о = 15,6 см² – площадь сечения швеллера

J_zо = 45,4 см⁴– момент инерции швеллера относительно Zo

y_o=1,67 см – расстояние от оси Zo до наружной грани

стенки швеллера

· толщина горизонтального листа тормозной балки 0,6 см

· ширина листа:

; ,

где: 6 см – необходимый зазор между тормозной балкой и стеновыми панелями

3 см – минимальная величина нахлёстки горизонтального листа на пояс

bг.л.=80-0,5*40-6+3=57 см

По [1, Прил.14, табл.5] принимаем bг.л.=55 см.