Подкрановые балки конструируются и рассчитываются исходя из условий работы элемента, но в начале необходимо определить, к какому типу элемент будет относиться.
Типы подкрановых балок
Представим себе большое промышленное здание, в котором организован процесс производства многотонных железобетонных конструкций. Чтобы переносить эти элементы, а также опалубку и прочие части конструкции применяются мостовые краны, перемещающие грузы на необходимые расстояния.
Подкрановые балки классифицируются следующим образом:
- исходя из расчетной схемы балка может быть разрезной, неразрезной или рамной;
- исходя из конструктивного решения балка может быть сквозной или сплошностенчатой;
- исходя из способа крепления элементов, подкрановые балки могут быть сварными, клепанными, комбинированными;
- исходя из способа приложения нагрузки балки могут быть с ездой поверху или с ездой понизу.
Для производства подкрановых балок применяются различные способы, в том числе и сварка из трех листов.
Разрезные балки более просты и удобны в монтаже, они не восприимчивы к осадке опор, но при этом фиксируется повышенный расход стали. Неразрезные балки будут более экономичными из-за того, что расход металла уменьшается. Если расстояние между опорами балок больше 12 метров и применяются краны с небольшой грузоподъемностью, то возводят решетчатую конструкцию. По форме и принципу работы они похожи на фермы, имеющие жесткий верхний пояс.
Рисунок 1. Различные сечения подкрановых балок. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Особенности конструирования опорных узлов подкрановых балок
Конструируя узел опирания подкрановой балки на колонну, необходимо оценить, как выполняется передача усилий, лежащих в горизонтальной и вертикальной плоскости. При конструировании опорного ребра руководствуются теми же принципами, что и для обычных балок.
Далее необходимо определится с типом балки, чтобы выбрать конструкцию:
- у разрезных балок усилие в вертикальной плоскости передаётся с помощью опорных рёбер, которые пристроганы к нижнему поясу, плита и пояс разделены прокладкой;
- у неразрезных балок в опоре незагруженного смежного пролета появляется реакция, направленная вниз, поэтому болты, которые соединяют балку и колонну, должны быть проверены на это усилие.
Чтобы передать горизонтальные усилия, используются дополнительные элементы, которые рассчитываются исходя из опорного давления балки, возникающего от поперечных горизонтальных усилий на колесах.
В процессе проектирования необходимо ориентироваться на условия реальной работы конструкции. Представим себе, как по крановым путям на балке движется кран, и как при проходе оборудования с грузом балка прогибается, и конструируемое опорное сечение поворачивается. Также необходимо учитывать то, что влияние температуры приводит к удлинению конструкций, смещению сечений относительно проектного положения.
Из-за обжатия опорного сечения и обмятия прокладок появляется еще одно перемещение в вертикальном направлении.
Рисунок 2. Опорный узел, конструкция. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Если запроектированная конструкция имеет высокую жёсткость и сопротивляется повороту сечения, обжатию, смятию, то в узле возникают большие усилия, которые вызваны перемещениям, что приводит к усталости металла и усталостному разрушению.
Избежать подобных явлений позволяет правильное конструирование узла, создающее условия для перемещений в вертикальном и продольном направлении. В первом типе узлов для передачи поперечных горизонтальных воздействий используют плотно подогнанные к полкам части, которые имеют свободу перемещений из-за проскальзывания. В узле второго типа применяют гибкие элементы. Они имеют малую жёсткость, поэтому те дополнительные усилия, что в них возникают невелики. Такими гибкими элементами могут быть круглые стержни или листы металла. В таком узле круглые стержни воспринимают поперечные силы, Преимуществом такого крепления будет простота ремонта и удобство рихтовки.
После того как узел будет сконструирован, приступают к расчетам и проверкам, позволяющим удостовериться в правильности выбранных размеров и сечений, надежности способа крепления.
