Курсовая работа - Расчет стрелы башенного крана

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Харьковская национальная академия строительства и

архитектуры

Кафедра «Металлические конструкции»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРЕЛЫ

БАШЕННОГО КРАНА

Выполнил

Проверил

ст.гр.ПТМ-41

К.т.н., доц.

ХАРЬКОВ 2009

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание на проектирование...................................................................................................3

2. Определение нагрузок............................................................................................................3

2.1.Определение ветровой нагрузки на стрелу башенного крана......................................4

2.2. Определение инерционных нагрузок..........................................................................5

3. Расчет стрелы в горизонтальной плоскости..................................................................5

4. Определение внутренних усилий в элементах соединительной решетки..................10

5. Подбор сечения поясов стрелы крана...............................................................................11

6. Подбор сечения элементов соединительной решетки....................................................12

7. Определение геометрических характеристик поперечного сечения стрелы...........13

8. Проектирование сварного узла пояса и элементов соединительной решетки..........15

Литература....................................................................................................................................16

1. Задание на проектирование

Грузоподъемность Q=50кН;

Вес блоков на конце

стрелы G

=300кН;

Вес стрелы крана

Qc=20кН;

Вес крюковой обоймы

ко

= 1,4кН;

Вес кабины G

кб

=5кН;

Длина стрелы крана

=18,8м;

Угол наклона длины

стрелы к горизонтальной

плоскости α=18

;

Кратность грузового

полиспаста i

=2;

Число оборотов крана в

мин n

=0,7об/мин;

Время

разгона/торможения

t =3,5с;

Высота башни от

опорного круга до

шарнира стрелы

=15м;

Расстояние от

земли до

поворотного

шарнира башни

=2м;

Длина головки колонны

=4м;

Радиус поворота

R=20м.

Вид А

Вариант 05255

2. Определение нагрузок

Определение веса стрелы крана

;7,020035,0035,0 кНGQ



(2.1)

Определяем расчетную распределенную нагрузку от веса стрелы:

./039,0

8,18

05.17.0

мкН











(2.2)

где γ

– коэффициент надежности по нагрузке.

Определяем нормативную составляющую веса груза:

;4,1034,12100 кНGGQQ

ковн



(2.3)

определяем среднеквадратическое отклонение случайной составляющей груза:

.710007.0

кНQКS



(2.4)

где К

– коэффициент, зависящий от нормативной составляющей груза и

грузоподъемности крана;

Определяем натяжение грузового троса:

.326,56

298,0

74,103

кН

Qн

гр

















(2.5)

2.1.Определение ветровой нагрузки на стрелу башенного крана.

Ветровая нагрузка делится на две части:

1. W

гр

– давление ветра на наветренную площадь поднимаемого груза;

2. распределенное давление ветра на боковую поверхность стрелы W/L

, кН/

м.

3. S

– динамическая составляющая ветровой нагрузки.

Определяем распределенную ветровую нагрузку на единицу площади:

;/675,0125,12,145,0

мкНnckqq



(2.6)

k – коэффициент, учитывающий изменения скоростного напора по высоте

(принимаем к=1,25);

;214152 мhНhН

гбб





(2.7)

с – коэффициент аэродинамической силы (принимаемая с=1,2 для крана в

рабочем состоянии);

n – коэффициент перегрузки, n=1;

Определяем сосредоточенное ветровое давление на груз:

;75,610675,0 кНAqW

рwгр



(2.8)

где А

– расчетная наветренная площадь грузка, определяем по таблице 6 МУ.

Определяем распределенную ветровую нагрузку по длине стрелы

;/347.0

8,18

6,01,16675,0

мкН

сw













(2.9)

где А

– площадь боковой поверхности стрелы; φ – коэффициент сплошности

=0,6.

.1,165,4)

14,0

(2)9(1 ммLмА

cс







(2.10)

Определение динамической составляющей ветровой нагрузки:

;/0832,012,02347,0 мкНWmS

cnw





(2.11)

где m

– коэффициент пульсации ветра, определяется в зависимости от высоты

опорного шарнира (0,12); ξ – коэффициент динамичности, определяемый по таблице 8

МУ (≈2);

;17215 мhНН

ббо



(2.12)

2.2. Определение инерционных нагрузок.

Определяем инерционные нагрузки от поворота стрелы:

;5,4241,04,10341,07,025,025,0 кНjQjGI



(2.13)

где j – ускорение стрелы;

;/41,0

5,330

7,036,1914,3

см















(2.14)

;36,195,118cos8,185,1cos

ммLR





(2.15)

3. Расчет стрелы в горизонтальной плоскости

Wгр(6,75кН)+I(41,12кН)=47,87кн

расчет стрелы на распределенную ветровую нагрузку

.52,68,18347,0)(

;32,61

8,18347,0

)(

кНLQ

мкН

LМ













(3.1)

.26,32/8,18347,0)2/(

;33,15

8,18347,0

)2/(

кНLQ

мкН

LМ













(5.2)

расчет на действие сосредоточенной ветровой нагрузки

.75,6)(

;9,1268,1875,6)(

кНWQLQ

кНХWLМ

грnc

грc





(5.3)

.75,6)(

;45,632/8,1875,6)2/(

кНWQLQ

кНLМ

грnc





(5.4)

расчет стрелы на действие инерционной нагрузки

кНмLМ

кНQкНмLМ

IQXIM

ncn

528,3862/056,773)2/(

.12,41;2,418,1812,41)(

;







(5.5)

Расчетные усилия

№ сечения М

(кНм) Q(кНм) N(кН)

I-I 961,27 54,4 0

II-II 465,3 51,3 0

кНQ

кНмМ

IIII

13,5112,4175,626,3

4,5412,4175,652,6

3,465528,38645,6333,15

.27,961056,7739,12632,61





(5.6)

расчет стрелы в вертикальной плоскости

.4,11074,103 кНSQQ

QHР



(5.7)

.24,387sin41,313sin

кНSS





(5.8)

.22,3117cos41,313cos

кНSS





(5.9)

.79,8156,0326,56sin кНSS

гр





(5.10)

.65,559cos326,56cos

кНSS

гргр





(5.11)

.1136,3418sin4,110sin

кНQQ





(5.12)

.3,10518cos4,110cos

кНQQ





(5.13)

.67,018cos7,0cos

кНQQ





(5.14)

.2163,018sin7,0sin

кНQQ





(5.15)

;0 



cncгрcP

LSLSLQ

QМ



(5.16)



.41,313)79,83,105

67,0

(

sin

кНS





(5.17)

.18,401)11,3465,552,3112163,0()( кНQSSQN

гр

cII





(5.18)

.84,373)1136,34414,282,3112/2163,0(

)2/(

кН

QSSQN

гр

cIIII







(5.19)

Определение эпюры М и Q от действия собственного веса стрелы:

.68,1

4,98,1818cos04,0

4,918cos045,0

cos

кНм

Lqxq

ccc





















(5.20)

при х=9.4м

cos

qLq

ccc











(5.21)

.3576,0

8,1818cos04,0

)8,18( кНQ 









(5.22)

.3576,0

8,1818cos04,0

)0( кНQ 





(5.23)

4,918cos04,0

)4,9( кНQ 





(5.24)

№№ N

, кН М

, кНм Q, кН

I-I -401,18 0 -0,3576

II-II -376,84 1,68 0

3. Определение внутренних усилий в конструктивных

элементах стрелы

Определение расчетного усилия в поясах стрелы

Определение расчетного усилия в поясах в сечении II-II

;.22,327

2.469

68,1

84,373

224

кН

nр











(6.1)

определение расчетных усилий в сечении I-I

;.999,0

5,42,0

5,4

cos











(6.2)

;998,0

5,43,0

5,4

cos











(6.3)

где α

, α

– углы, образуемые осью стрелы с проекциями поясов на

вертикальную и горизонтальную осевые плоскости; h

, b

– высота и ширина сечения

стрелы (по центрам тяжести сечений поясов), м.

;3598,1080)

826,976

18,401

(

998,0999,0

)

(

coscos

êÍ

ïð











(6.4)