18. Ж/б подкрановых балок. Расчет на выносливость. Схемы и основные размеры балок
1 - верхний пояс; 2 - нижний пояс; 3 - стенка балки; 4 - ребра жесткости; 5 - опорные ребра
Проверка прочности подкрановых балок. Под действием вертикальных и горизонтальных крановых нагрузок подкрановая балка и тормозная конструкция работают как единый тонкостенный стержень на косой изгиб с кручением и нормальные напряжения в такой балке можно определить по формуле:
(15.5)
Так как линия действия усилий проходит вблизи центра изгиба, влияние кручения невелико, поэтому при расчете балок используется приближенный подход. Условно принимается, что вертикальная нагрузка воспринимается только сечением подкрановой балки (без учета тормозной конструкции), а горизонтальная - только тормозной балкой, в состав сечения которой входят верхний пояс подкрановой балки, тормозной лист и окаймляющий его элемент (или верхней пояс смежной подкрановой балки). Таким образом, верхний пояс балки работает как на вертикальную, так и на горизонтальную нагрузку, и максимальные напряжения в точке А, можно определить по формуле:
(15.6)
соответственно в нижнем поясе
(15.7)
Если тормозная конструкция выполнена в виде фермы, то верхний пояс балки помимо напряжения от изгиба в вертикальной плоскости воспринимает осевое усилие Nx=My/hT (hT- высота, тормозной фермы) от работы его в составе фермы и местный момент(d - расстояние между узлами тормозной фермы) от внеузлового приложения силы Тk (коэффициент 0,9 учитывает неразрезность пояса в узлах).
Проверка прогиба подкрановых балок производится по правилам строительной механики или приближенным способом. С достаточной точностью прогиб разрезных подкрановых балок может быть определен по формуле:
(15.8)
где М - изгибающий момент в балке от нагрузки одного крана с n=1,0
(15.9)
где 
-
моменты на левой опоре, в середине
пролета и на правой опоре.
Предельно
допустимый прогиб [f] подкрановых балок
установлен из условия обеспечения
нормальной эксплуатации кранов и
зависит от режима их работы. Для легкого
режима работы [f] =1/400 
,
среднего - 1/500
,
тяжелого и весьма тяжелого -1/600
.
Горизонтальный прогиб тормозных
конструкций ограничивается только для
кранов с числом циклов нагружения n
2-10 б (краны особого режима работы) и не
должен превышать 1/2000
.
Общую устойчивость подкрановых балок проверяют как и обычных балок. При наличии тормозных конструкций общая устойчивость балки, как правило, обеспечена и не требует проверки.
Местная устойчивость элементов подкрановой балки проверяется так же, как и обычных балок. Устойчивость поясного листа обеспечивается отношением свеса сжатого пояса к его толщине.
Устойчивость стенки подкрановой балки проверяется с учетом местных нормальных напряжений по формуле:
(15.10)
Ребра жесткости, обеспечивающие местную устойчивость стенки, должны иметь ширину не менее 90 мм. Двусторонние ребра жесткости, согласно нормам, не должны привариваться к поясам балок. Торцы ребер следует плотно пригнать к верхнему поясу; при этом в балках под краны с числом циклов загружения торцы ребер необходимо строгать.
Подгонка ребер к верхнему поясу требует тщательного выполнения, в противном случае возможны поворот пояса при внецентренном приложении крановой нагрузки и локальный изгиб стенки в верхней зоне. Это приведет к повышению местных напряжений и появлению в этой зоне трещин. Более рациональны ребра жесткости из уголков, привариваемых пером к стенке балки. Такие ребра улучшают условия опирания верхнего пояса и снижают угол его поворота.
В балках под краны легкого и среднего режимов работы нормами допускаются односторонние ребра жесткости с приваркой иx к верхнему поясу и стенке.
Размеры ребер жесткости принимают такими же, как и в обычных балках.
Расчет соединений поясов подкрановых балок со стенкой. Поясные швы или заклепки крепления верхнего пояса и стенки помимо продольного сдвигающего усилия, возникающего от изгиба балки, воспринимают сосредоточенное усилие от колеса крана.