МК_Справочник_том_2

ность подкрановой балки с опиранием рельса на ребра (рис.6.4, тип 6) в 4 раза выше, чем у балки типа 1. Установка наклонных ламелей (рис.6.4, типы 3, 5) несколько увеличивает долговечность балок, но разрушение происходит в опорном сечении, в местах приварки ламелей к опорным планкам. Использование конструктивного решения подкрановой балки с установкой вертикальных ребер с шагом меньшим, чем высота стенки, может быть реализовано в виде балки с вертикально гофрированной стенкой (рис.6.4, тип 20).

Исследования подтверждают возможность рассматривать гофрированную стенку как плоскую с утолщением в зоне примыкания к поясам. Наличие гофр действительно обеспечивает увеличение крутильной жесткости балки. Сдерживающим условием расширения области применения и объема выпуска таких балок является сложная конфигурация стенки, усложняющая выполнение шва прикрепления стенки к поясам, большая деформативность стенки и лимитированность толщины δ ≤ 8 ìì.

Конструктивная форма подкрановых балок с исключением сварного шва из верхней зоны вследствие использования прокатного тавра, получаемого роспуском широкополочного двутавра (рис.6.4, тип 11, 12 ) имеет несомненные преимущества перед балкой, составленной из трех листов. Из-за ограничений, связанных с имеющимися в производстве двутаврами, такая балка может быть рекомендована для кранов групп режима работы 4К-8К грузоподъемностью не более 50 т. Балка типа 13 (рис.6.4) разработана без сварного шва в месте передачи нагрузки от колеса крана. Однако из-за наличия строганого вкладыша со специально выполненным пазом и гнутых опорных ребер возникают значительные усложнения при изготовлении.

Конструктивные разработки, улучшающие напряженно-деформированное состояние верхней зоны балок, базирующиеся на изучении непосредственных контактов между верхним поясом балки и подошвой рельсов, привели к разработке конструкции гибкого крепления рельсов через стальные прокладки с выпуклой к низу цилиндрической поверхностью, которые устанавливаются по всей длине рельса. Опыт применения балок с такими креплениями рельсов показал их высокую эксплуатационную надежность. Местные суммарные напряжения в балках при использовании прокладок с цилиндрическим основанием уменьшаются в 4–5 ðàç (ðèñ.6.4, òèï 21 ). Препятствие к широкому использованию креплений рельсов с металлическими прокладками − отсутствие промышленного производства прокладок и гибких прижимов.

Установлено, что местные напряжения существенно зависят от состояния крепления кранового рельса. Снизить местные напряжения можно, используя для этой цели низкомодульные прокладки и пружинные крепления. Экспериментальные исследования таких подкрановых балок адъюстажного отделения обжимного цеха Магнитогорского металлургического комбината показали, что максимальные напряжения в верхней зоне подкрановой балки не превышают предела выносливости стали. Срок службы низкомодульных прокладок составляет 4–5 ëåò.

Результаты исследований подкрановых рельсов на кручение подтвердили их значительно большую крутильную жесткость по сравнению с верхним поясом. Обеспечением совместной работы подкранового рельса и верхнего пояса можно увеличить несущую способность стенки в результате возрастания сопротивления верхнего пояса деформации кручения. Наибольший эффект достигается при жестком креплении рельсов в сечениях, расположенных над вертикальными ребрами. Для этого целесообразно использование высокопрочных болтов, затянутых на нормативные усилия.

91

Уместно отметить, что передача усилий от местного кручения в местах установки ребер, а также уменьшение расстояния между ребрами способствует снижению всех компонентов напряженного состояния стенки, однако повышенная склонность к разрушению участка шва вблизи ребер препятствует ожидаемому возрастанию долговечности балки.

Для подкрановых балок под краны групп режима работы 6К-8К эффективно соединение поясов со стенкой, выполненное на высокопрочных болтах. При такой конструкции верхнего пояса увеличиваются параметры, положительно влияющие на величину местных напряжений. Важно также и то обстоятельство, что усталостная прочность соединений на высокопрочных болтах существенно возрастает по сравнению со сварными и заклепочными соединениями (рис.6.4, типы 14 Š19 ).

Конструкция подкрановых балок с соединением элементов на высокопрочных болтах разработана в виде двутавров с верхним поясом, состоящим из парных уголков с листом или без листа, стенки, выполненной из листа, и нижнего пояса в виде парных уголков или сварного тавра. Такая компоновка сечения подкрановых балок решает следующие задачи:

−сосредотачивает значительную часть материала в наиболее нагруженной верхней зоне подкрановых балок;

−обеспечивает увеличение ресурса балки по выносливости за счет использования соединений на высокопрочных болтах;

−повышает технологичность балок, благодаря постановке высокопрочных болтов взамен заклепок;

−дает возможность сборки балки из отдельных легкоперевозимых элементов непосредственно на месте монтажа в отдаленных и труднодоступных районах, а также северных (снижение требований к материалу конструкций);

−обеспечивает высокую ремонтопригодность подкрановых конструкций.

По своему конструктивному решению, способу соединения элементов и рас- четной схеме подкрановые балки подразделяются на следующие типы:

∙по расчетным схемам − разрезные (рис.6.5à) и неразрезные (рис.6.5á);

2

Ðèñ.6.5 à, á. Подкрановые балки

à - разрезная подкрановая сплошностенчатая балка; á - неразрезная подкрановая сплошностенчатая балка

92

∙по конструктивному решению − на сплошностенчатые (рис.6.5à,á) и сквозные (решетчатые (рис.6.5â);

∙по способу соединения элементов − на сварные (рис.6.6à), клепаные (рис.6.6 á,â), на высокопрочных болтах (рис.6.6 á,â), а также комбинированные (рис.6.6 ã,ä);

Рис.6.6. Типы поперечных сечений подкрановых балок

à − сплошного сечения, сварная из трех листов; á, â − клепаные из листов и уголков; á, â − балки с соединениями на высокопрочных болтах; ã, ä − балки с комбинированными соединениями (болтосварные)

∙по способу приложения нагрузок − с ездой поверху и с ездой понизу.

Особый вид подкрановых конструкций представляет собой конструкции многофункционального назначения, например подкраново-подстропильные фермы (рис.6.7).

93

6.2. ÍАГРУЗКИ И РАСЧЕТНЫЕ УСИЛИЯ

Подкрановые конструкции предназначены воспринимать следующие нагрузки и воздействия:

à) собственный вес конструкций; á) вертикальные, горизонтальные и крутящие воздействия катков кранов;

â) нагрузки от массы людей и ремонтных материалов на тормозных конструкциях и площадках, примыкающих к крановым путям;

ã) нагрузки от консольных кранов, если они расположены в уровне подкрановых балок;

ä) снеговые и ветровые нагрузки; å) температурные воздействия; æ) сейсмические нагрузки;

ç) воздействие неравномерных деформаций оснований.

В перечисленных нагрузках: «à» − является постоянной нагрузкой, «æ», «ç» − особыми нагрузками. Остальные нагрузки и воздействия относятся к кратковременным, причем нагрузки «á» − считаются одной кратковременной нагрузкой, принимаемой с учетом коэффициента сочетания. Собственный вес конструкций принимается по предварительным размерам или проектным аналогам, коэффициент надежности по нагрузке γf = 1,05.

Для упрощения расчетов допускается учитывать собственный вес конструкций и временную нагрузку на тормозные площадки путем умножения расчетных усилий и деформаций, определенных от вертикальной крановой нагрузки, на коэффициенты: для балок пролетом 6 м − 1,06; для балок пролетом 12 м − 1,08.

Нагрузки от мостовых и подвесных кранов следует определять в зависимости от групп режимов их работы, устанавливаемых ГОСТ 25546-82*, вида привода и способа подвеса груза.

Полные нормативные значения вертикальных нагрузок, передаваемых колесами кранов на балки кранового пути, следует принимать в соответствии с требованиями стандартов на краны, а для нестандартных кранов − в соответствии с данными, указанными в паспортах заводов-изготовителей.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки Tbí, направленной вдоль кранового пути и вызываемой торможением моста электрического крана, следует

ãäå Ïò − число тормозных катков на рассматриваемой стороне крана (при отсутствии специальных указаний Пò = 0,5Ïê ; здесь Пê − число катков на одной стороне крана); Fí − нормативная нормальная нагрузка на каток.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки, направленной поперек кранового пути и вызываемой торможением электрический тележки, следует принимать:

ãäå Qêð – грузоподъемность крана; qò – масса тележки крана.

Нагрузка от поперечного торможения распределяется поровну между всеми опирающимися на балку колесами крана и может быть направлена как внутрь, так и наружу рассматриваемого пролета.

94

Справочные данные по нормативным вертикальным нагрузкам Fí и нормативным поперечным горизонтальным нагрузкам Qbí от кранов грузоподъемностью 5– 50 т приведены в табл.6.1 и кранов грузоподъемностью 80–500 ò – â òàáë.6.2.

Таблица 6.1. Нормативные нагрузки от кранов грузоподъемностью 5–50 ò

95

Продолжение табл.6.1

96

Продолжение табл.6.1

97

Таблица 6.2. Нормативные нагрузки от кранов грузоподъемностью 80 –500 ò

98

Продолжение табл.6.2