31. Сплошные подкрановые балки: проверка прочности и выносливости.

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 (рис. 15.11, а), и нормальные напряжения в та­кой балке можно определить по формуле

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 верхний пояс смежной подкрановой балки). Таким образом, верхний пояс балки работает как навертикальную, так и на горизонтальную нагрузку, и максимальные напряжения в точке А (рис. 15.11,б) можно определить по формуле

Если тормозная конструкция выполнена в виде фермы, то верхний пояс балки помимо напряжения от изгиба в вертикальной плоскости воспринимает осевое усилие (h_T — высота тормозной фер­мы) от работы его в составе фермы и местный момент (d — расстояние между узлами тормозной фермы, см. рис. 15.9) от вне-узлового приложения силы Т_к (коэффициент 0,9 учитывает неразрезность пояса в узлах).

Устойчивость верхнего пояса из плоскости балки можно проверить по приближенной формуле

Если сечение пояса сильно ослаблено отверстиями, то решающей будет проверка прочности, выполняемая по формуле (15.8).

Прочность стенки на действие максимальных местных напряжений проверяют по формуле

Стенку подкрановой балки следует проверить также на совместное действие нормальных, касательных и местных на­пряжений на уровне верхних поясных швов по формуле

Внецентренное расположение рельса на балке, а также воздействие горизонтальной поперечной силы, приложенной к головке рельса, приводит к возникновению местного крутящего момента, приложенного к верхнему поясу балки и вызывающего дополнительные напряжения от изгиба в стенке

32. Сплошные подкрановые балки: особенности конструирования (опорные узлы, узлы крепления крановых рельсов).

В узлах опирания подкрановых балок на колонны происходит пере­дача больших вертикальных и горизонтальных усилий. Вертикальное давление разрезных подкрановых балок передается на колонну обыч­но через выступающий фрезерованный торец опорного ребра (рис. 15.17, а).

Для восприятия горизонтальных поперечных воздействий кранов устанавливают дополнительные элементы крепления балок к колоннам (рис. 15.18, а). Эти элементы рассчитывают на горизонтальное уси­лие

Конструкция крепления балок к колоннам в горизонтальном направлении должна обеспечивать передачу горизонтальных поперечных сил, допуская при этом свободу поворота и продольного смешения опорных сечений.

Для того чтобы обеспечить свободу продольных и вертикальных перемещений элементов крепления, применяют два типа узлов. В узлах 1-го типа поперечные горизон­тальные воздействия передаются через плотно пригнанные к полкам колонны элемен­ты (упорные планки), допускающие за счет проскальзывания свободу перемещений опорных сечений (рис. 15.19, а). Поскольку со временем контактные поверхности об­минаются и в соединении образуется люфт, упорные элементы целесообразно крепить (для возможности их замены) на высокопрочных болтах. В узлах 2-го типа балки крепятся к колоннам с помощью гибких элементов. При малой жесткости этих элемен­тов дополнительные усилия, возникающие в них от перемещений , невелики. В качестве гибких креплений используются листовые элементы или круглые стержни.

В узле, показанном на рис. 15.19,б, горизонтальные поперечные силы восприни­маются гибкими круглыми стержнями. При больших горизонтальных нагрузках каж­дая балка может крепиться двумя или тремя болтами, расположенными один над дру­гим. Достоинством такого крепления являются возможность рихтовки балок и простота его замены.

Для мостовых кранов применяются специальные крановые рельсы КР с усиленной шейкой и развитой подошвой (см. прил. 14).

Конструктивное решение крепления рельсов к подкрановым балкам зависит от типа рельсов (рис. 15.20).

В зданиях с кранами особого режима работы рекомендуется при­менять только специальные крановые рельсы КР. В железнодорожных рельсах у мест ослабления шейки отверстиями часто возникают трещи­ны; кроме того, отверстия для крючьев в тормозном листе являются концентраторами напряжения и около них также развиваются трещины. Квадратный рельс менее жесткий, чем КР, а прострожка пазов для его крепления весьма трудоемка. Между рельсом и поясом балки це­лесообразно устанавливать упругие прокладки из низкомодульного материала. Прокладки улучшают условия контакта рельса и пояса, сглаживают и уменьшают местные напряжения под колесом крана, ликвидируют пики местных напряжений у контактирующих неровнос­тей рельса и пояса, уменьшают динамическое воздействие крана. При кранах небольшой грузоподъемности (Q<20 т) прокладки делают из прорезиненной ленты, при большой грузоподъемности — металлорезиновыми. Так как при прохождении крана прокладки сжимаются, то применяют различного типа пружинные крепления рельса к поясу (рис. 15.21).