18. Конструирование 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, либо сварные двутавры несимметричного сечения. Для больших пролетов и грузоподъемностей кранов применяют сварные двутавровые балки с горизонтальной тормозной конструкцией.

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

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 клепаные балки применяют в виде исключения и в настоящее время.

Применение высокопрочных болтов можно рекомендовать при замене ослабленных заклепок и усилении клепаных балок в действую­щих цехах. При пролете балок 6 м и кранах легкого и среднего режимов рабо­ты Q до 50 т для восприятия горизонтальных попереч­ных сил достаточно развить сечение верхнего пояса. При больших пролетах балок и для кранов Q 50 т и больше устраивают специальные тормозные конструкции - тормозные балки или фермы. Фермы экономичнее по расходу стали, но сложнее в изготовлении и монтаже, поэтому обычно применяются тормозные балки со стенкой из рифленого листа толщиной 6-8 мм. 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.

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 65x6; шаг ребер 1,5-2 м.

19. Материалы, применяемые в металлических конструкциях.

По прочностным свойствам стали условно делятся на три группы: обычной (Ơ _у = 29 кН/см), повышенной (Ơ _у = 29-40 кН/см) и высокой прочности (Ơ _у > >40 кН/см).

Повышение прочности стали, достигается легированием и термической обработкой.

По химическому составу стали, подразделяются на углеродистые и легированные.

У глеродистые стали состоят из железа и углерода с добавкой кремния (или алюминия) и марганца.

К определению механических характеристик металла:

а – образец для испытания на растяжение; б – к определению

предела пропорциональности и предела упругости

Углерод (У) повышая прочность стали, снижает ее пластичность и ухудшает свариваемость, поэтому применяются только низкоуглеродистые стали (У < 0,22%).

Легированные стали помимо железа и углерода имеют специальные добавки, улучшающие качество стали. Однако, добавки ухудшают свариваемость стали и удорожают ее, поэтому в строительстве используют низколегированные стали с содержанием добавки не более 5%.

Основными легирующими добавками являются кремний (С), марганец (Г), медь (Д), хром (Х), никель (Н), ванадий (Ф), молибден (М), алюминий (Ю), азот (А).

Кремний раскисляет сталь, т.е. связывает избыточный кислород и повышает ее прочность, снижает пластичность, ухудшает свариваемость и коррозионную стойкость.

Марганец повышает прочность, снижает вредное влияние серы. При содержании марганца > 1,5% сталь становится хрупкой.

Медь повышает прочность, увеличивает стойкость против коррозии. Содержание меди > 0,7% способствует старению и хрупкости стали.

Хром и никель повышают прочность стали, без снижения пластичности

и улучшают ее коррозионную стойкость.

Алюминий раскисляет сталь, нейтрализует вредное влияние фосфора, повышает ударную вязкость.

Ванадий и молибден увеличивают прочность почти без снижения пластичности, предотвращают разупрочнение термообработанной стали при сварке.

Азот в несвязном состоянии способствует старению стали, делает ее хрупкой, поэтому его должно быть не более 0,009%.

Фосфор относится к вредным примесям так как, повышает хрупкость стали. В зависимости от вида поставки стали подразделяются на горячекатаные и

термообработанные (закалка в воде и высокотемпературный отпуск).

По степени раскисления стали могут быть кипящими, полуспокойными и спокойными.

Спокойные стали используют при изготовлении ответственных конструкций, подвергающихся динамическим воздействиям. Полуспокойная сталь – промежуточная между кипящей и спокойной.