ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК

Железобетонные подкрановые балки проектируются с предварительным напряжением продольной арматуры. Балки испытывают динамические воздействия от мостовых кранов и поэтому их применение рационально при кранах грузоподъемностью до 30 тонн режимов работы до 6К. При кранах тяжелого режима работы 7К и 8К и кранах грузоподъемностью 50 тонн и более целесообразны стальные подкрановые балки.

Наиболее выгодна двутавровая форма поперечного сечения подкрановой балки (рис. 44.1). Развитая верхняя полка повышает жесткость балки в горизонтальном направлении, уменьшает перемещения при поперечных тормозных усилиях, а также улучшает условия монтажа и эксплуатации крановых путей и крана. Нижняя полка служит для удобного размещения напрягаемой арматуры и обеспечивает прочность балки при отпуске арматуры. Расчетным на вертикальные нагрузки является тавровое сечение с верхней сжатой полкой, а на горизонтальные – прямоугольное сечение верхней полки.

Высоту сечения подкрановых балок назначают в пределах , толщину верхней полки , ширину верхней полки принимают в пределах . По условиям крепления и рихтовки крановых путей принимают размер полки мм. Типовые подкрановые балки имеют высоту сечения мм при пролете 6 м таврового сечения и мм при пролете 12 м двутаврового сечения (рис. 44.2). При пролете 6 м и небольшой грузоподъемности крана до 10 тонн высоту балок принимают равной мм.

Сборные подкрановые балки пролетом 6 и 12 м по условиям технологичности изготовления и монтажа выполняют разрезными с монтажным стыком на колоннах.

Расчетные нагрузки от мостовых кранов для расчета прочности подкрановых балок определяют с коэффициентом надежности . Расчетная вертикальная нагрузка от одного колеса крана определяется следующим образом

. (44.1) где коэффициент динамичности, для кранов с режимом работы 6К принимаемый равным 1,1, а для кранов с режимами 1К…5К – равным 1,0.

Расчетная горизонтальная нагрузка от одного колеса моста составляет

. (44.2)

Горизонтальная сила от торможения приложена в уровне головки крановых рельсов, но для упрощения расчета, пренебрегая незначительным влиянием эксцентриситета, ее полагают приложенной посередине высоты верхней полки таврового сечения.

Расчет прочности ведут по расчетной нагрузке от двух сближенных мостовых кранов одинаковой грузоподъемности, умноженной на коэффициент сочетания . Подвижную нагрузку от мостовых кранов располагают в пролете подкрановой балки так, чтобы

в ряде сечений по длине пролета получить максимальные усилия . Расстояние между четырьмя силами, передающимися через колеса мостового крана, устанавливают по габаритам ширины и базы моста (рис. 44.3). Расчет ведут по линиям влияния, располагая одну силу в вершине линии влияния. Максимальные усилия определяют суммированием произведений сил на соответствующие ординаты. Так максимальный изгибающий момент в рассматриваемом сечении определится следующим образом:

. (44.3)

По найденным усилиям строят огибающие эпюры , . Расчет на выносливость ведут по расчетной вертикальной нагрузке от одного мостового крана, определяемой умножением нормативной на коэффициент, равный 0,5.

Прогиб определяют от действия одного крана при коэффициенте надежности, равном единице и ограничивают величиной .

Предварительно напряженные подкрановые балки армируют высокопрочной проволокой, стержневой арматурой или канатами. Арматурные каркасы в связи с динамическими воздействиями на балку выполняют не сварными, а вязанными. На опорах балки усиливают уширениями концов (вутами) и дополнительной поперечной арматурой в виде стержней, хомутов, сеток, обеспечивающих прочность и трещиностойкость торцов при отпуске арматуры. Для подкрановых балок применяют бетон классов В30 … В50. Масса подкрановой балки пролетом 12 м составляет 10 … 12 тонн.

Подкрановые балки соединяют с колоннами сваркой стальных закладных деталей. Для передачи горизонтальных тормозных усилий в стыке устанавливают ребровые накладки, привариваемые к верхним закладным листам балок и специальному закладному листу колонны.

44.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПЛИТ ПОКРЫТИЯ

Плиты беспрогонных покрытий представляют собой крупные ребристые панели размером 3х12 м и 3х6 м, которые опираются непосредственно на ригели поперечных рам. Плиты размером 1,5х12 и 1,5х6 м используют как доборные элементы в местах повышенных снеговых отложений – у фонарей, перепадов профиля покрытия. Плиты прогонных покрытий имеют значительно меньшие размеры – 3х0,5 м и 1,5х0,5 м. Они опираются на железобетонные прогоны, а те, в свою очередь, - на ригели поперечных рам.

Ребристые плиты 3х12 м, принятые в качестве типовых, имеют продольные ребра сечением 100х450 мм, поперечные ребра сечением 40х150 мм, полку толщиной 25 мм, уширения в углах – вуты, которыми обеспечивается надежность работы в условиях систематического воздействия горизонтальных усилий от торможения мостовых кранов (рис. 44.4). Продольные ребра армируют напрягаемой стержневой или канатной арматурой, поперечные ребра и полки – сварными каркасами и сетками. Бетон принимают классов В30 – В40. Плиты ребристые 3х6 м имеют меньшую высоту продольных ребер, которая равна 300 мм.

Плиты могут изготавливаться из тяжелого или легкого бетона. Широко используются также двухслойные комплексные плиты, сочетающие несущие и теплоизоляционные функции.

Плиты покрытия на пролет перекрывают сравнительно большой пролет здания и не требуют стропильных балок или ферм, они сразу опираются на подстропильные продольные балки или фермы, уложенные по колоннам (рис. 44.5). В настоящее время широкое распространение получили плиты 2Т, КЖС и П.

Плиты КЖС имеют в направлении пролета гиперболическое очертание (рис. 44.6). Высота плит на опоре составляет 145 мм, в середине пролета – 1000 мм, а для зданий с фонарем – 1050 мм. Толщина полки – переменная равная в средней зоне 30 мм, увеличиваясь к опорам. Плита КЖС имеет продольные ребра, уклон внутренней грани которой составляет 1:25. Стенка продольных ребер усиливается поперечными ребрами. Продольные ребра армируют сетками на опорных участках длиной по 2,6 м и в месте примыкания поперечных ребер, причем толщина стенки продольных ребер составляет 40 мм, а в зоне армирования – 50 мм. Эти плиты имеют размеры в плане 3х18 м и 3х24 м. При пролетах плит 24 м высота увеличивается до 1200 мм.

П-образные плиты размером 3х18 м предназначены для покрытий с малоуклонной кровлей. Высота плиты в середине пролета составляет 900 мм, а на опорах – 600 мм. Толщина полки составляет 30 мм. Высота поперечных ребер, расположенных через 1000 мм составляет 150 мм (рис. 44.7). Продольные ребра имеют такое же сечение, как и плиты КЖС.

Плиты 2Т размером 3х18 м, как и плиты П, принимают для малоуклонной кровли. Высота плиты составляет в центре 900 мм, а на опорах – 600 мм. В торцах плиты предусматриваются ребра высотой 100 мм. Толщина полки может быть 30 … 40 мм. Имеется конструкция плит 2Т с плоской кровлей у которых профиль продольных ребер имеет форму трапеции, а размеры плит могут быть 3х18 м и 3х24 м. В последнем случае их высота принимается равной 1400 мм. Продольные ребра двухконсольных плит 2Т располагают на расстоянии 1,5 м (рис. 44.8).

Плиты под малоуклонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:20, 1:30.

Рис. 44.1

Рис. 44.3 Рис. 44.2

Рис. 44.4

Продолжение Рис. 44.4

Рис. 44.8