Решетчатые подкрановые балки.

Решетчатые подкрановые балки экономически целесообразны при пролетах 12м и более и кранах грузоподъемностью 30т, а также кранах грузоподъемностью 30т легкого и среднего режимов работы.

Максимальная длина панели d = 3м, так как верхний пояс дополнительно воспринимает местный момент от внеузловой передачи нагрузки от колеса крана, высота .

Решетку выполняют из спаренных уголков, нижний пояс - из тавров или спаренных уголков.

Фасонки принимают толщиной не менее 10мм, а стенка укрепляется ребрами жесткости.

По статической схеме решетчатая подкрановая балка – это ферма с жестким верхним поясом.

Расчет балки ведется как для фермы, представляющей (n - 1) раз статически неопределимую систему,

n - число панелей.

Предварительно подбор сечений может быть выполнен приближенно: осевые усилия определяются по линиям влияния в предположении шарнирности всех узлов.

Изгибающий момент в верхнем поясе определяется по формуле:

- если на панели только одно колесо крана.

Затем определяется M_у и N и местный изгибающий момент M_му в верхнем поясе от горизонтальных сил при том же положении кранов, что и при определении усилий от вертикальной нагрузки.

Верхний пояс работает на сжатие с изгибом в двух плоскостях. Проверка прочности и устойчивости при сплошной тормозной балке определяется по формуле:

.

При тормозной форме:

,

N - продольная сила от вертикальной нагрузки,

N_T - продольная сила от горизонтальной нагрузки:

,

h_тф - высота тормозной фермы,

М_му - местный момент:

,

W_y1 - момент сопротивления тормозной балки относительно оси у,

W_y2 - момент сопротивления полки верхнего пояса относительно оси у.

;

.

При использовании болтовых соединений ослабление сечения болтами не учитывается. Нижний пояс и решетка работают и рассчитываются на центральное сжатие и растяжение.

Предельная гибкость должна быть не более: для поясов и опорных раскосов – 120 при сжатии и 150 - при растяжении; для остальных элементов - 150 при сжатии и 350 – при растяжении.

Прогиб балки определяется:

,

при ,

при .

.

Для фермы с тормозной балкой.

Вариант с тормозной балкой.

Вариант с тормозной фермой.

Подкраново-подстропильные фермы.

Подкраново-подстропильные фермы целесообразны при больших пролетах 24 м и более и тяжелых кранов.

d - наибольшая длина панели.

Нижний пояс работает на растяжение, изгиб и кручение, поэтому его проектируют сварного коробчатого сечения. Остальные элементы решетки выполнены из широкополочных или сварных двутавров.

Фермы по средним рядам колонн рассчитывают на вертикальную нагрузку от четырех кранов и на поперечную горизонтальную нагрузку от двух кранов. Усилия определяются как в комбинированной системе (ферма с жестким нижним поясом). При предварительном расчете допускается определение усилия по шарнирной схеме, а момент в нижнем поясе, как балки на упругоподатливых опорах.

Нижний пояс представляет собой тонкостенный стержень замкнутого коробчатого сечения. Проверка прочности производится по формуле:

,

М_х - момент от вертикальной нагрузки,

М_у – момент от горизонтальных поперечных сил, определяется как в разрезной балке пролетом l,

В – момент в рассматриваемом сечении от вертикальных и горизонтальных нагрузок,

А – площадь сечения нижнего пояса,

I_х, I_у – моменты инерции нижнего пояса,

Y_w - момент инерции пояса (секториальная),

х; у - линейные координаты,

w – секториальная координата - определяется по теории Власова для тонкостенных оболочек.

Дополнительные нормальные напряжения от стесненного кручения определяются последним членом формулы в замкнутом коробчатом сечении. Они обычно невелики, и их учитывает коэффициент условия работы γ_с = 0,9.

Касательные напряжения в нижнем поясе определяется как для тонкостенного стержня замкнутого сечения:

,

Q_x и Q_у – поперечные усилия в нижнем поясе от вертикальных и горизонтальных нагрузок,

M_w - изгибно-крутящий момент,

M_кр - момент чистого кручения,

S_x, S_y и S_w – статические моменты отсеченной части сечения,

I_x; I_y; I_w – момент инерции нижнего пояса,

t – толщина листа в точке проверки касательного напряжения,

b – расстояние между осями стенок,

h – высота сечения пояса,

Q_х – можно определить как в неразрезной балке с пролетами, равными расстоянию между узлами фермы.

При определении М_w и М_кр жесткость решетки можно не учитывать, а рассматривать нижний пояс как тонкостенный стержень с пролетом, равным пролету фермы.

Прогиб определяется по формуле:

.