Расчет металлоконструкций

Рассчитать металлоконструкцию консольного типа (рис. 3.1) при следующих исходных данных: грузоподъемность т, высота подъема м, вылет стрелы , расстояние между опорами , расстояние от колонны до центра тяжести поворотной части крана , вес (сила тяжести) поворотной части крана , сила натяжения каната ..
Металлоконструкция крана состоит из поворотной колонны со стрелой и растяжки. Стрела 1 сварена из сдвоенных швеллеров. Для разгрузки швеллеров стрелы служит растяжка 2, состоящая из сдвоенных швеллеров.
Рис. 3.1. Схема поворотного крана на колонне.
Вращающаяся колонна 3 представляет собой трубу, к которой приваривают швеллеры стрелы, уголки растяжек, площадку для размещения механизмов крана.
Определение реакций в опорах крана и усилий в элементах металлоконструкции. Вертикальную реакцию определяют как сумму сил тяжести всех составляющих частей крана:
,
где - сила тяжести груза.
Горизонтальные реакции зависят от опрокидывающего момента и расстояния между опорами

. Опрокидывающий момент:
.
Горизонтальная реакция:
.
Поскольку элементы металлоконструкции крана представляют собой спаренные профили, то усилия можно определять для одного профиля.
На элементы металлоконструкций действуют наибольшие нагрузки при максимальном вылете стрелы. Определим эквивалентную силу , приложенную в точке С, которая находится от конца стрелы на расстоянии :
.
Используя метод вырезания узлов, находим усилия в стержнях. Так, на узел С действуют следующие внешние силы: эквивалентная и натяжения каната .
Через точку С проведем оси X и Y. Сумма проекций сил на оси Y равна нулю, т.е.:
Следовательно, растягивающая стержень 2 сила:
Из суммы проекций на ось Х находим:
3.1 Расчет основного стержня стрелы.
Условие прочности в стержне описывается формулой:
,
где М – изгибающий момент, Нмм;
- момент сопротивления сечения, мм3.
При проектировочном расчете, пренебрегая растяжением сжатия, определяем для стержня 1 момент сопротивления изгибу