2.Подкрановые конструкции.
2.1. Конструктивные решения и нагрузки.
Подкрановые конструкции воспринимают воздействия от различного подъёмно-транспортного оборудования и состоят из подкрановых балок и тормозных конструкций (балок или ферм). Подкрановые балки проектируют сплошными двутаврового сечения при пролётах до 12м. Тормозная балка состоит из швеллера и листа, усиленного ребрами жёсткости и приваренного к верхнему поясу подкрановой балки.
Расчётные нагрузки на подкрановые конструкции определяются от двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности, за исключением тех случаев, когда заданием на проектирование предусмотрен один кран.
Расчётное вертикальное давление колеса крана:
,
(2.1)
где Fnmax — максимальное нормативное давление катка крана, принимаемое по [3; табл.4.7].
Расчётная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана от торможения тележки с грузом /режим работы К-6К/:
,
(2.2)
где - коэффициент сочетаний, равный 0,85 при двух кранах с режимом работы 1К-6К; 0,95 — при двух кранах с режимом работы 7К,8К [2; п. 4.17];
f =1,1 - коэффициент надёжности по нагрузке [2; п. 4.8] ;
kd - коэффициент динамичности, равный 1,2 при шаге колонн не более 12м, для группы режима работы мостовых кранов 8К; 1,1 - для группы режимов работы мостовых кранов 6К и 7К, а также для всех групп режимов работы подвесных кранов; kd =1,1 - для горизонтальных нагрузок от мостовых кранов группы режима работы 8К, в остальных случаях kd=1,0 [4; п.4.9];
К - коэффициент, равный 0,05 для кранов с гибким подвесом груза и 0,1 - с жёстким [2;п.4.4];
Q, Gт -соответственно грузоподъёмность крана и вес тележки [3; табл.4.7];
n -количество катков на одной стороне крана[3; табл.4.7].
Расчётное поперечное горизонтальное давление от катка, вызываемое распорным воздействием крана /только при режиме работы 7К, 8К/:
(2.3)
При этом нагрузку по формуле (2.2)не учитывают.
Для определения максимального момента на балке устанавливают такой участок двух кранов, когда на ней оказывается максимальное число колёс, и определяют положение равнодействующей всех грузов, находящихся в данный момент на балке. Расстояние от первого колеса до равнодействующей R
,
(2.4)
где Х1 - расстояние от первого колеса до второго (рис.2.1б);
Х2 - расстояние от первого колеса до третьего;
Хn - расстояние от первого колеса до последнего, находящегося в данный момент на балке;
F - сумма всех сил, находящихся на балке.
По правилу Винклера: наибольший изгибающий момент Ммах в разрезной балке от системы сил /максимальное количество колёс от двух сближенных кранов/ будет в том случае, если равнодействующая всех сил, находящихся на балке, и ближайшая к ней сила равноудалены от середины балки, при этом Ммах находится под критической силой Fcr , ближайшей к середине балки (рис.2.1б).
Правильность установки колёс крана проверяется по неравенствам:
,
(2.5)
где R1 - равнодействующая грузов, расположенных слева от рассматриваемого сечения на участке a балки пролётом l;
Fcr - величина критического груза;
F - сумма давлений всех подвижных грузов, расположенных на балке.
Наибольшая поперечная сила Qмах в разрезной балке будет в том случае, если одна из сил расположена над опорой, а в пролёте расположено наибольшее количество сил как можно ближе к опоре (рис.2.1в). Расчётный изгибающий момент и поперечная сила с учётом веса подкрановой балки и тормозной конструкции:
(2.6)
,
(2.7)
где м и Q -коэффициенты, учитывающие собственный вес конструкции[3; табл.3.2].
Максимальный изгибающий момент и соответствующая поперечная сила по линиям влияния (рис.2.1б):
(2.8)
,
(2.9)
где yi – по рис.2.1б.
Максимальная поперечная сила на опоре (рис.2.1в):
,
(2.10)
где yi – по рис.2.1в.
Расчётный изгибающий момент и перерезывающая сила от торможения:
(2.11)
(2.12)
Рис.2.1. Схема установки кранового поезда для определения усилий в балке:
а — схема кранового поезда;
б — установка крана для определения Ммах и Qc;
в — установка крана для определения Qmax.