Определение расчетных усилий

Согласно указаниям норм [2], подкрановая балка загружается нагрузкой от двух максимально сближенных мостовых кранов, при этом грузы на крюках номинальные, а тележки вплотную приближены к данному ряду подкрановых балок (рис. 3).

Для определения максимальных изгибающих моментов в подкрановой балке, действующих в вертикальной и горизонтальной плоскостях, используется правило Винклера. Соответствующее этому правилу расположение колес мостовых кранов и линии влияния изгибающих моментов приведены в приложении 10.

Расчетный изгибающий момент от вертикальных давлений колес двух мостовых кранов

(1)

где - коэффициент надежности по назначению [2];

-коэффициент надежности по нагрузке (п. 4.8 [2]);

Ψ - коэффициент сочетаний: для групп режимов работы кранов 1К-6К-Ψ=0.85, для групп режимов работы кранов 7Ки8К-Ψ=0.95 (п.4.17[2]);

k_д - коэффициент динамичности, принимается в зависимости от шага колонн и режима работы мостовых кранов. При шаге колонн 6 и 12 м для группы режима работы мостовых кранов 8К k_д =1.2, а для групп режимов работы мостовых кранов 6К и 7Кk_д =1.1 в остальных случаях коэффициент динамичности принимается равным 1 (п. 4.9 [2]);

- нормативное значение максимального изгибающего момента при загружении линии влияния изгибающего момента давлениями колес двух мостовых кранов. Схемы для определения приведены в прил.

Нагрузки

Подкрановые конструкции должны воспринимать следующие нагрузки и воздействия: собственный вес конструкций, вертикальные, горизонтальные и крутящие воздействия катков кранов, нагрузки от веса людей и ремонтных материалов на тормозных конструкциях и площадках, примыкающих к крановым путям; температурные воздействия; воздействия от осадки фундаментов и колонн; для открытых крановых эстакад к вышеперечисленным нагрузкам можно добавить снеговые и ветровые нагрузки; сейсмические нагрузки.

Все перечисленные нагрузки и воздействия, а также коэффициенты надежно­сти по нагрузке и сочетаний принимаются по технологическим заданиям.

Допускается для упрощения расчетов учитывать влияние собственного веса подкрановых конструкций и временной нагрузки на тормозных площадках ум­ножением расчетных значений усилий и деформаций от вертикальной крановой нагрузки на коэффициенты: при пролете 6м- 1.05; при пролете 12 м и более - 1.07.

Нормативную вертикальную нагрузку передаваемую катком крана на рельс, принимают по стандартам на краны и по технологическим заданиям.

Нормативная поперечная горизонтальная нагрузка от катка крана

(2)

где 0.05 - коэффициент, принимаемый в соответствии с [5, п.4.4];

Q_к, q_т - соответственно грузоподъемность крана и вес тележки крана.

При необходимости расчета продольных рам учитывается нормативная про­дольная горизонтальная нагрузка, вызываемая торможением моста электрического крана вдоль кранового пути:

(3)

Рис.3. Схема подкрановых путей:

1 - каток крана, передающий горизонтальную и вертикальную нагрузки;

2 - тормозная балка (ферма);

3 - подкрановый рельс;

4 - вертикальные связи;

5 - подкрановая балка;

6 - горизонтальные связи;

Ур. г. р. - уровень головки рельса

где n_т - число тормозных катков на рассматриваемой стороне крана (при отсутствии специальных указаний здесь n_к - число катков на одной стороне крана). Нормативная поперечная горизонтальная нагрузка от катка (боковое давление), вызываемая распорным воздействием крана:

(4)

Эту нагрузку учитывают только при расчете элементов кранов путей в зданиях с тяжелым режимом работы; она может быть направлена внутрь или наружу рассматриваемого пролета. При этом нагрузку от поперечного торможения по формуле (2) не учитывают.

Вертикальная крановая нагрузка условно считается приложенной по оси вер­тикальной стенки балки, а горизонтальная - на уровне подошвы рельса, за ис­ключением зданий с тяжелым режимом работы.

Рис. 4. Схемы загружения подкрановой балки вертикальной

крановой нагрузкой:

а - для определения максимальных изгибающих моментов M_max, M_T;

б - для определения максимальной поперечной силы Q

Расчетный изгибающий момент от действия тормозных сил тележек с грузами в горизонтальной плоскости определяется путем перерасчета, поскольку расположение колес сближенных мостовых кранов остается неизменным

(5)

где - нормативная сила торможения, передаваемая колесом мостового крана на подкрановые конструкции;

- давление колеса на подкрановый рельс;

α - коэффициент, учитывающий влияние собственной массы подкрановых конструкций на значение максимального изгибающего момента; Его численные значения приведены в таблице приложения; в формуле (5) α исключается при горизонтальном направлении действия момента.

Для определения максимальной расчетной поперечной силы Q_mzx (на левой опоре) колеса сближенных мостовых кранов располагается, как показано на схеме (рис. 4).

(6)

где - сумма ординат линии влияния опорной реакции для левой опоры в предположении, что давления колес на подкрановый рельс у двух сближенных мостовых кранов одинаковы.

Лекция №23

Определение высоты подкрановой балки, компоновка сечения

Поперечное сечение подкрановой и тормозной балок приведено на рис. 4. При компоновке определяются следующие размеры сечения:

h - высота подкрановой балки;

h_f - расстояние между центрами верхнего и нижнего поясов;

h_w - высота стенки подкрановой балки;

t_w - толщина стенки;

t_f - толщина пояса;

b_f - ширина пояса;

M_max - расчетный изгибающий максимальный момент от вертикальных давлений колес при учете двух мостовых кранов;

- коэффициент, учитывающий дополнительные напряжения вследствие закрепления верхнего пояса тормозным листом;

- толщина стенки подкрановой балки, мм;

-ориентировочная высота подкрановой балки, мм;

-пролет подкрановой балки.

Из условия жесткости

(5)

где - предельное значение относительного прогиба,

для режимов работы мостовых кранов 1К-6К; для режимов работы мостовых кранов 7К;

для режимов работы мостовых кранов 8К;

максимальный нормативный изгибающий момент (от одного мостового крана), определенный по II группе предельных состояний;

M_max - максимальный расчетный изгибающий момент (от двух мостовых кранов), определенный по II группе предельных состояний.

По наибольшей из высот h_опт и h_min определяется требуемая высота подкрановой балки h_тр, после принятия размеров листов по сортаменту окончательно устанавливается высота подкрановой балки h.

Проверка принятой толщины стенки t_wиз условия работы на срез

(6)

где R_s - расчетное сопротивление стали сдвигу.

Определяется ширина пояса b_f по методике, изложенной в п. 1.2.2. В отличие от главной балки, минимальная ширина верхнего пояса принимается равной 400 мм для возможности установки и закрепления на нем подкранового рельса.

Из условия обеспечения местной устойчивости пояса

(7)

Проверка прочности подкрановой конструкции