ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЗОР И АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ
КВАЛИФИКАЦИОННОЙ НАУЧНОЙ РАБОТЫ 6
1.1 Подкрановые конструкции и особенности их работы 6
1.2 Характерные дефекты и повреждения подкрановых конструкций 9
1.3 Напряженно-деформированное состояние верхней зоны стенки сварных
подкрановых балок 10
1.4 Методы оценки усталостной надежности и долговечности сварных
подкрановых балок 16
Выводы по главе один. Цель и задачи квалификационной научной работы 21
2 РАСЧЕТ СВАРНОЙ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ НА ПРОЧНОСТЬ,
УСТАЛОСТНУЮ НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ 22
2.1 Расчет на прочность по нормальным и касательным напряжениям 26
2.2 Определение местных напряжений в стенке балки 29
2.3 Определение напряжений от действия местного крутящего момента 30
2.4 Расчет на прочность стенки подкрановой балки 31
2.5 Расчет на усталость подкрановой балки 32
2.6 Расчет на усталость верхней зоны стенки 33
2.7 Определение главных напряжений 34
2.8 Оценка усталостной долговечности подкрановой балки 37
Выводы по разделу два 38
3 РАСЧЕТ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ С ПОЯСАМИ ИЗ ПРОКАТНЫХ ТАВРОВ НА ПРОЧНОСТЬ, УСТАЛОСТНУЮ НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ .... 39
3.1 Расчет на прочность по нормальным и касательным напряжениям 44
3.2 Определение местных напряжений в стенке балки 47
3.3 Определение напряжений от действия местного крутящего момента 49
3.4 Расчет на прочность стенки подкрановой балки 49
3.5 Расчет на усталость подкрановой балки 50
3.6 Расчет на усталость верхней зоны стенки 51
3.7 Определение главных напряжений 53
3.8 Оценка усталостной долговечности подкрановой балки 55
Выводы по разделу три 57
4 РАСЧЕТ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ СМЕШАННОГО ТИПА НА ПРОЧНОСТЬ,
УСТАЛОСТНУЮ НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ 58
4.1 Расчет на прочность по нормальным и касательным напряжениям 63
4.2 Определение местных напряжений в стенке балки 65
4.3 Определение напряжений от действия местного крутящего момента 67
4.4 Расчет на прочность стенки подкрановой балки 67
4.5 Расчет на усталость подкрановой балки 69
4.6 Расчет на усталость верхней зоны стенки 70
4.7 Определение главных напряжений 71
4.8 Оценка усталостной долговечности подкрановой балки 74
Выводы по разделу четыре 75
5 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА БАЛОК НА
ПРОЧНОСТЬ, УСТАЛОСТНУЮ НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ 76
Выводы по разделу пять 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 81
Актуальность темы. Многочисленные исследования промышленных зданий показали, что наиболее уязвимыми элементами каркаса являются сварные подкрановые балки. Самым распространенным повреждением подкрановых балок с поясами из стальных листов считается образование усталостных трещин в месте сопряжения стенки и верхней полки. В зависимости от условий эксплуатации, режима работы крана, качества монтажа каркаса и других факторов долговечность подкрановых балок может составлять всего 2-3 года. Одним из путей решения этой проблемы является применение подкрановых балок с верхним поясом из прокатного тавра.
Цель работы - оценить усталостную долговечность и надежность подкрановых балок с поясами из стальных прокатных профилей при тяжелом режиме циклических нагружений.
Задачи работы:
- изучить опыт исследования напряженного состояния сварных подкрановых балок при тяжелом режиме работы;
- произвести выбор исследуемых сварных подкрановых балок по имеющимся типовым сериям, а также конструкции подкрановой балки смешанного типа;
- выполнить расчет подкрановых балок на прочность, усталостную надежность и долговечность;
- сравнить результаты расчетов подкрановых балок и сделать выводы о рациональности использования стальных прокатных профилей.
Объект работы - сварные подкрановые балки с поясами из листовой стали и прокатных профилей.
По результатам работы был сделан вывод о целесообразности применения стальных прокатных профилей в конструкциях подкрановых балок при тяжелом режиме работы крана.
В результате проведенной работы изучена научно-техническая литература по теме исследования, выполнены расчеты на прочность, усталостную надежность и долговечность трех типов сварных подкрановых балок:
- с поясами из стальных листов;
- с поясами из стальных прокатных тавров;
- с верхним поясом из прокатного тавра, с нижним - из стального листа.
Анализ результатов показал, что подкрановые балки, в верхнем поясе которых используется прокатный профиль, имеют преимущество над обыкновенными балками из стальных листов как по прочности, так и по усталостной надежности и долговечности. А балки смешанного типа практически не уступают подкрановым балкам с поясами из прокатных тавров. Таким образом, цель работы была выполнена, задачи - решены.
Результаты квалификационной научной работы рекомендуется использовать при разработке типовых серий стальных подкрановых балок с верхним поясом из стального прокатного профиля под мостовые опорные краны тяжелого режима нагружения.
