Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сварные конструкции.-1

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
18.4 Mб
Скачать

ектируют симметричные балки, а для восприятия поперечных сил, возникающих при торможении или разгоне грузовой тележки на мосту крана, устраивают горизонтальные тормозные балки или фермы (фиг. VIII. 16, в).

Иногда при небольшом шаге колонн и сравнительно легких кранах подкрановые балки усиливаются треугольным шпренгелем (фиг. VIII. 17, а).

Фиг. VIII. 16. Типы сечений подкрановых балок.

При большом шаге колонн (18 м и более) или при кранах большой грузоподъемности применяют комбинированную си­ стему в виде прокатной балки, усиленной сквозной фермой (фиг. VIII. 17, б). В последнем случае нижнюю полку верхнего пояса, а также нижние пояса ферм следует закреплять в горизон­ тальной плоскости.

" _______________ J

Фиг. VIII. 17. Схемы подкрановых балок: а — шпренгельная балка; б — сквозная ферма.

Высота подкрановых балок в зависимости от величины расчет­ ной нагрузки назначается в пределах от V5 до Vi0 расстояния между осями колонн.

Основными опорами в вертикальной плоскости для пояса тор­ мозных балок и ферм служат колонны здания (фиг. VIII. 18, а).

При шаге колонн до 6 л* пояс может быть исполнен в виде одиночного швеллера (фиг. VIII. 18, б); при больших пролетах подкрановых балок применяется специальная ферма, располо­ женная параллельно подкрановой балке (фиг. VIII. 18, в).

При наличии в смежных пролетах подкрановых балок, имею­ щих одинаковую отметку рельсов, устраивается общая тормозная балка (ферма), поясами которой служат верхние пояса смежных подкрановых балок (фиг. VIII. 18, г).

00

а)

1

1

 

 

4-

,4-

Фиг. VIII. 18. Схемы тормозных балок и ферм:

Фиг. VIII. 19. Типы подкрановых рельсов и их крепления

к балкам: а

— железнодорожных; б — специальных крано­

1 — колонна; 2 — верхний пояс подкрановой балки;

 

вых; в — брусковых.

3—подкрановая балка; 4—тормозная балка (ферма);

 

5 — пояс тормозной балки; 6 — вертикальные связи;

7 — стойка фахверка; 8 — листовой шарнир.

В подкрановых балках, расположенных по наружному ряду колонн, для подвески пояса тормозной балки используются стойки фахверка, к которым пояс подвешивается при помощи листовых шарниров (фиг. VIII. 18, д).

 

Для удобства прохода ширина тормозной балки должна быть

не менее 750 мм.

 

 

на

Типы подкрановых рельсов и их крепление к балкам показаны

фиг. VIII.

19.

 

 

 

Железнодорожные рельсы Р38 и Р43 (ГОСТ 7143—54), при­

меняемые для

кранов Q = 5-^20 тс, при нешироком поясе

балки крепятся

тяжами (через

500—700 мм), направленными

в

разные стороны

(фиг. VII.I. 19,

а).

Фиг. VIII. 20. К репление подкрановых балок к сталь­ ным колоннам: а — без диафрагм; б — с диафрагмами.

Для кранов любой грузоподъемности могут быть использованы специальные крановые рельсы КР70—КР120 (ГОСТ 4121—52), крепление которых осуществляется при помощи накладок, при; жимающих подошву рельса к верхнему поясу балки (фиг. VIII. 19, б). Брусковые рельсы в случае подвижного их крепления к балке крепят при помощи планок, вставляемых в про­ строганные пазы бруска (фиг, VIII. 19, в); при этом в планках делают овальные отверстия, а в верхнем поясе балки и в под­ кладке — круглые отверстия для болтов. Подкладки не доводят до рельса на 10—20 мм, оставляя зазоры для его рихтовки. После постановки планок в пазы их приваривают к подкладкам.

Стыки брусковых рельсов у температурных швов должны быть косыми («на ус»), остальные стыки делают прямыми. Железно­ дорожные рельсы стыкуются накладками. На концах подкрано­ вых балок устраиваются упоры с буферами или деревянными брусками.

Крепление подкрановых балок к стальным колоннам изобра^ жено на фиг. VIII, 20. Для балок высотой 1,2 м и более рекомен­

дуется ставить диафрагмы, а в цехах с тяжелым режимом работы это обязательно.

Опирание подкрановых балок на колонны чаще всего осущет ствляется: а) фрезерованными кромками стянутых болтами тор­ цовых опорных листов смежных балок (фиг. VIII. 21, а); б) ниж­ ними поясами смежных балок на подушку оголовка колонны, при­ чем опорные ребра жесткости балок располагаются против полок ветви колонны (фиг. VIII. 21, б).

Фиг. VIII. 21.Опирание подкрановых балок на стальные колонны: а — фрезерованными кромками торцовых листов; б — нижними поясами балок.

Сварные подкрановые балки для зданий с тяжелым режимом работы должны изготовляться из стали марки М16С или ВСт. 3. Во всех остальных случаях подкрановые балки могут изготов­ ляться из стали марки ВСт. Зкп.

Пример конструкции сварной подкрановой балки приведен на

фиг. VIII. 22.

на подкрановые балки. В е р т и к а л ь н о й п о ­

Нагрузки

д в и ж н о й

н а г р у з к о й на подкрановые балки являются

давления ходовых колес мостовых кранов, максимальные норма­

тивные значения которых Ртах, а также их взаимное расположе­ ние указаны в стандартах на мостовые краны (ГОСТ 3332—54 и 6711—53).

Так как стальные подкрановые балки рассчитываются по ме­ тоду предельных состояний, то для получения расчетных верти­ кальных давлений ходовых колес нормативные нагрузки должны

быть

умножены на коэффициент перегрузки л,

принимаемый

л =

1,3 для кранов Q < 5 тс (50 кн) и л = 1, 2

для кранов

В-В

Фиг. VIII. 22. Рабочий чертеж сварной подкрановой балки.

Q > 5 тс (50 кн). Кроме того, HopMàTHBHbte вертикальные давлёния должны быть умножены на коэффициент k = 1 ,1 , учитываю­ щий динамическое воздействие крана на подкрановые балки (удары на стыках рельсов, неровности пути и т. п.). Тогда расчет­ ное вертикальное давление колеса крана будет равно

œ = knPZP*

(VIII. 43)

Влияние собственного веса подкрановой балки (включая вес рельса и тормозной балки), а также временной вертикальной нагрузки на тормозной балке q = 2 0 0 кгс)м2 (дан/м2) для предва­ рительных расчетов может быть учтено умножением изгибающих

Фиг. VIII. 23. Схема нагрузок на подкрановую балку от мостового крана.

моментов Мк и перерезывающих сил QKот кранов

соответственно

на коэффициенты

а! и а 2

(табл. VIII. 4).

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а V I I I . 4

 

 

Значения

коэффициентов ах

и а 2

 

Пролет балки, м

 

6

12

15

18 и

 

более

<Xj (для

Мк)

1,03

1,05

1,06

1,07

аг (для

QK)

1,02

1,04

1,06

1,06

Горизонтальные инерционные нагрузки возникают при пуске и торможении механизмов передвижения моста и тележки и огра­

ничиваются

силами сцепления их приводных ходовых колес

с рельсами.

 

При пуске и торможении моста возникают инерционные силы Тх от веса моста и тележки с грузом, действующие вдоль подкрановых балок, а при пуске и торможении тележки — инер­ ционные силы Т2от веса тележки с грузом, действующие поперек подкрановых балок (фиг. VIII. 23).

При расчете подкрановых балок предполагается, что силы торможения тележки передаются на одну балку. Горизонтальная нормативная нагрузка от торможения тележки, действующая поперек подкрановых балок, принимаетсяравной 0,05 (Q -f GT) -при гибком подвесе груза и 0,1 (Q + GT) при жестком подвесе груза (Q — номинальная грузоподъемность крана, GT— вес те­ лежки). Коэффициент перегрузки для горизонтальных нагрузок принимается такой же, как и для вертикальных.

Для зданий металлургических заводов с тяжелым режимом работы расчетные боковые силы принимаются равными аТ2, где а — коэффициент, учитывающий возможные перекосы крана,

удары и другие случайные воздействия,

передающиеся на верх­

ний пояс

подкрановой

балки

(табл. VIII.

5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а V I I I . 5

Значения коэффициентов а

для определения боковых сил от мостовых кранов

 

 

 

 

Для верхнего пояса

Для креплений тор­

 

Типы кранов

 

мозных ферм к под­

 

 

подкрановых балок

крановым балкам

 

 

 

 

и тормозных ферм

и колоннам

 

Краны с

гибким подвесом (на тро­

 

 

 

 

сах), грузоподъемность

(тс)

 

 

 

 

 

 

5 — 10

 

 

2,5

 

 

5,0

 

 

15— 20

 

 

2,0

 

 

4,0

 

 

30 — 125

 

 

1,5

 

 

3,0

 

 

175— 225

 

 

1,3

 

 

2,6

 

 

300— 350

 

 

1,1

 

 

2,2

 

Краны с

жестким подвесом

1,5

 

 

3,0

 

Инерционные силы Тг вызывают в подкрановых балках лишь

незначительные усилия, а потому в расчете не учитываются.

как

Т о р м о з н ы е

б а л к и

(ф ер м ы )

рассчитываются

разрезные конструкции на действие сил

Г 2

и на вертикальную

нагрузку,

имеющую

место

при ремонтных

работах

q —

=2 0 0 кгс!м2 (дан/м2).

Расчет подкрановой балки. Наибольшие изгибающие мо­ менты Мк и перерезывающие нагрузки QKот вертикальных давле­ ний ходовых колес крана определяются для случая двух сближен­ ных вплотную мостовых кранов (фиг. VIII. 24). Исключение составляют подкрановые балки цехов, оборудованных одним мон­ тажным краном.

Предварительный подбор сечения балки можно производить без учета поперечных тормозных сил, уменьшая расчетное сопро­ тивление R на 100ч-200 кгс/см2 (дан/см2). Тогда требуемый момент

сопротивления

сечения балки

 

 

 

WmP= _____ —______= _____ ________

/VIII

441

*

tnR—(1 С0 ч- 2 0 0 )

mR( 1 0 0 -Î- 2 0 0 ) *

'

'

Схема приложения к балке горизонтальных нагрузок подобна схеме вертикальных нагрузок, только вместо сил Р в тех же точ­ ках балки следует приложить силы Т2.

Напряжения а' в верхнем и а" в нижнем волокнах балки под

действием изгибающих моментов

Мв от вертикальных и Мг

от горизонтальных сил:

мг

 

мв

 

° = 1 ж + ж г < т *

0 ™ . 45)

w х

У

 

Мв

 

(VIII. 46)

а• = Ж г < mR,

где Wx и Wx — моменты сопротивления для верхнего и нижнего волокон относительно горизонтальной нейтраль­ ной оси хх;

Wy — момент сопротивления относительно вертикаль-' ной нейтральной оси тормозной балки, а при отсутствии последней — верхнего пояса подкра­ новой балки;

m — коэффициент условий работы, принимаемый для подкрановых балок под краны Q > 5 тс тяже­ лого и весьма тяжелого режима работы

т= 0,9 и для всех прочих подкрановых балок

т1 .

Подкрановые балки, установленные в зданиях с тяжелым режимом работы, должны проверяться на. выносливость (см. гл. IV, § 5). Подкрановые балки с усиленным сжатым поясом (без тормозной балки) проверяются на общую устойчивость по формуле (VIII. 19). При этом коэффициент срб определяется в соот­ ветствии с указаниями п. 2 приложения II кСН и П П-В*3—62.

Наибольший прогиб подкрановой балки может быть прибли­ женно определен по формуле

 

 

/max ^ 10EJX ’

(VIII. 47)

где Мн— изгибающий

момент от вертикальной подвижной

на­

грузки

(без

учета коэффициента п и к );

колонн);

 

I — пролет

балки (расстояние

между осями

 

Jx — момент

инерции сечения

балки брутто

относительно

оси хх.

 

 

 

 

Предельные деформации балок (относительный прогиб

=

= ПО приведены в табл. 3 приложения IV.

Комбинированные подкрановые балки (фиг. VIII. 17, б) рас­ считываются так же, как и главные фермы крановых мостов (гл. X, § 6 ). Элементы решетки комбинированных подкрановых балок обычно центрируют в нижнюю кромку верхнего пояса,

Пример. Требуется раёбчитать пбДкрановук) балку йри шаге колонн 1= \2 м

под два мостовых электрических крана Q — 30 тс (300 кн) пролетом LK=

22,5 м .

Режим работы средний; наибольшее давление ходового

колеса крана

=

= 31,5 тс (315 кн), вес грузовой тележки G T = 12 тс

(120 кн), тип рельса —

КР70. Балка сварная, материал балки — сталь марки ВСт. Зпс. Поясные швы варятся автоматом, остальные швы — электродами Э42.

О п р е д е л е н и е

н а г р у з о к и

р а с ч е т н ы х в е л и ч и н . Вер­

тикальные нагрузки определяем по формуле (VIII. 43)

p m / x = knPmax

= U - 1 , 2 - 3 1 , 5 =

41,6 тс = 416-10* кгс (дан).

Фиг.

VIII. 24. Расчетные

схемы

расположения

крановой нагрузки и эпюры изгибающих моментов

 

и перерезывающих сил.

Горизонтальные тормозные нагрузки (см. схему фиг. VIII. 23)

Т 2 ~ 0,05 П®

^ т = 0,05

=

т с ~ 12* Ю2 к гс (дан ).

Для определения наибольших изгибающих моментов от вертикальных и го­ ризонтальных нагрузок устанавливаем краны по схеме фиг. VIII. 24, а . Тогда эпюра изгибающих моментов будет иметь вид, показанный на фиг. VIII. 24, б, и наибольший изгибающий момент будет в точке 3 .

Реакция опоры В,

вызванная давлениями ходовых колес крана,

R B =

4 4 ^ 2

— 79 т с — 79-103 к гс (д а н ).

Изгибающие моменты в точке 3

 

 

М 0 = 79-5,7 — 41,6-5,1 = 450 — 212 =

238 тс-м = 2 3 8 -105 кге-см (дан*см);

М г = М *

= 238

= 6,9

тс»м = 6 9 -104 кгс>см (дан*см).

*тах *

Перерезывающая сила в точке 5 от вертикальных rtârpyàôtf

Q e = R B — Р рп ™ = 79,0 — 41,6 = 37,4 т с = 374* 102 кгс (дан ).

Для определения наибольшей перерезывающей силы на опоре от вертикаль­ ных давлений ходовых колес кранов устанавливаем их по схеме фиг. VIII. 24, в, тогда

= R A = -2— 1j 2 -^ r 5,7 - 41,6-2,38 = 99 т с = 99-10» к гс (д а н ).

С учетом собственного веса подкрановой балки и временной нагрузки на тормоз­ ной балке (табл. VIII. 4) расчетные значения изгибающих моментов и перерезы­

 

 

 

вающих сил будут равны:

 

 

 

 

 

 

у середины балки

(в точке 3)

 

 

 

 

 

 

 

* = 1 ,05*238=250тс*ж =

 

 

 

 

 

== 25 • Ю6

к гс см (дан •сж);

 

 

 

 

 

Q* =

<х2<3'в =

1,04*37,4 =

 

 

 

 

=

38,9

т с =

389* Ю2 к гс

(дан );

 

 

 

 

 

М г =

М

г =

6,9

т с - м

=

 

 

 

 

 

=

69 104 кгс •сж (дай •см) ;

 

 

 

 

 

у опоры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q J =

а 2(?'в =

1,04*99 =

 

 

 

 

=

103 mc =

103* 103 кгс (д а н ).

 

 

 

к и

П о д б о р с е ч е н и я б а л-

 

 

 

(фиг.

VIII.

25).

Определяем

балки из условия ее жесткости

по

наименьшую

допустимую

высоту

формуле

(VIII. 5), исходя из допустимого

относительного прогиба

 

600

(табл. 3

приложения

IV),

 

 

и . __

Я*/ло

2100*1200*600

=

126

см .

 

 

 

min “

n* 1 0 7

 

1, 2* 107

 

 

 

 

 

 

 

Высоту стенки предварительно принимаем h cnt =

h m\n

 

2*2 =

122 сж, тол-

щину стенки принимаем по формуле (VIII. 7)

 

 

 

 

 

 

 

 

à СПг = 7 +

ЪНст =

7 +

3* 1,22 =

10,66 м м &

12 м м .

 

 

Требуемый момент сопротивления сечения нетто определяем по формуле (VIII. 44)

Wmp:

М в

25000000

=

13 150 см 3.

нт

mR 200

1*2100

200

 

 

Определяем оптимальную высоту балки по формуле (VIII. 4)

honm = 1,23 \

/ ^ 2 - =

1,23 л[

1 ^

=

129,5 « 130 см .

¥

Ост

*