Конструктивные решения подкрановых балок

Типы сечения подкрановых балок зависят от нагрузки, пролета и режима работы кранов. При пролете 6 м и кранах грузоподъемностью до 50 т обычного режима работы применяют прокатные двутавры, уси­ленные для восприятия горизонтальных сил листом или уголками (рис. 2, а), либо сварные двутавры несимметричного сечения (рис. 2, б). Для больших пролетов и грузоподъемностей кранов применяют сварные двутавровые балки с горизонтальной тормозной конструкцией (рис. 2, в). При кранах грузоподъемностью до 50 т рациональны бал­ки составного сечения из широкополочных тавров с тонкой стенкой-вставкой.

Для снижения расхода стали сварные балки иногда проектируют из двух марок стали: стенку - из малоуглеродистой, пояса - из низколе­гированной.

Рис. 2. Типы сечений сплошных подкрановых балок

а - прокатные двутавры: б - несимметричный составной двутавр; в - симметричный составной двутавр с тормозной конструкцией; г - составное сечение с поясами из тавров; д - двутавр с усиленным верхним поясом; е - двухстенчатое сечение; ж - клепаное сечение

Рис. 3. Тормозные балки

а, б, в - по крайним рядам; г, д - по средним рядам; 1 - листовой шарнир;

2 - ребро жесткости; 3 - вспомогатель­ная ферма; 4 - связевая ферма

Высокая интенсивность работы кранов 5К-8К режимов работы приводит к появлению повреждений в верхней зоне стенки подкрановых ба­лок. Для снижения уровня местных напряжений в стен­ке таких балок, возникающих от внецентренного приложения крановой нагрузки, целесообразно увеличить крутильную жесткость верхнего пояса путем постановки вертикальных или наклонных элементов (ламелей) (рис. 2, д) или использовать двустенчатые сечения (рис. 2, е).

Рис.12.4 – Схемы тормозных и связевых ферм

а – тормозная ферма по крайнему ряду; б – то же, по среднему ряду; в – связевая ферма по нижним поясам балок

Применение под краны особого режима работы балок из широ­кополочных тавров (рис. 2, г) также позволяет повысить их долговеч­ность, т.к. в этом случае сварной шов, являющийся концентрато­ром напряжений и источником остаточных сварочных напряжений, пе­реносится в менее напряженную зону стенки.

Клепаные балки тяжелее сварных и более трудоемки в изготовле­нии. Однако благодаря более мощному верхнему поясу, состоящему из уголков и горизонтальных листов, а также из-за отсутствия сварочных напряжений, большей податливости соединения поясов со стенкой и рас­пределения давления пояса на большую длину такие балки более долговечны. Поэтому в зданиях заводов черной ме­таллургии с кранами весьма тяжелого режима работы (7К – 8К) клепаные балки применяют в виде исключения и в настоящее время. Поскольку процесс клепки весьма трудоемок и требует специального оборудования, име­ются предложения о замене заклепок в подкрановых балках высоко­прочными болтами, постановка которых проще.

Применение высокопрочных болтов можно также рекомендовать при замене ослабленных заклепок и усилении клепаных балок в действую­щих цехах.

При пролете балок 6 м и кранах легкого и среднего режимов рабо­ты грузоподъемностью до 50 т для восприятия горизонтальных попереч­ных сил достаточно развить сечение верхнего пояса (рис. 2, а, б). При больших пролетах балок и для кранов грузоподъемностью 50 т и больше устраивают специальные тормозные конструкции - тормозные балки или фермы. Фермы экономичнее по расходу стали, но сложнее в изготовлении и монтаже, поэтому при ширине тормозных конструкций (расстоянии от оси балки до наружной грани тормозной конструкции на крайних рядах или до оси смежной балки на средних рядах) до 1,25 м обычно применяются тормозные балки со стенкой из рифленого листа толщиной 6-8 мм (рис. 3, а). Применяются также тормозные балки, выполненные из гнутого листа (рис. 3, б). Для крайних рядов поя­сами тормозной балки являются верхний пояс подкрановой балки и окай­мляющий швеллер или пояс вспомогательной фермы. При пролете балок 12 м наружный пояс крепится к стойке фахверка. Для того чтобы го­ризонтальные смещения балок не передавались на стену здания, это крепление выполняется с помощью листового шарнира (рис. 3, а). По средним рядам поясами тормозной балки являются верхние пояса ба­лок смежных пролетов (рис. 3, г, д).

Листы тормозных балок приваривают к поясам сплошным швом с подваркой с нижней стороны. Для обеспечения местной устойчивости и предотвращения случайных погибов тормозные листы снизу укрепля­ют ребрами жесткости сечением не менее 65х6; шаг ребер 1,5 - 2 м.

При ширине тормозных конструкций свыше 1,25 м целесообразно применение тормозных ферм с треугольной решеткой и дополнительными стойками (рис. 4, а, б). Для обеспечения большей компактности уз­лов допускается центрировать элементы решетки на кромку пояса балки.

В зданиях с кранами особого режима работы независимо от ширины тормозных конструкций обычно применяют тормозные балки, используе­мые как площадки для прохода и обслуживания путей и кранов. Чтобы избежать чрезмерных колебаний нижних поясов подкрановых балок, их свободная длина не должна превышать 12 м. Для этого между нижни­ми поясами балки и вспомогательной фермы устанавливают легкие связевые фермы, все элементы которых подбирают по предельной гибкости = 200 (рис. 4, в). При кранах режимов работы 5К-8К гибкость поясов должна быть не более 150.