Одной из главных характеристик любой несущей конструкции является ее прочность, поэтому проверка на прочность предваряет все остальные проверки.
Проверка прочности
При нагружении конструкции мы рассчитываем и моделируем ее поведение. Зная из какого материала выполнена конструкция (железобетон или металл, дерево или композитный материал), мы можем использовать точные значения прочности, установленные в ходе лабораторных испытаний, и проверить, будет ли обладать достаточной прочностью наша конструкция в смоделированной ситуации.
При моделировании опасной ситуации мы руководствуемся тем, что опасное состояние конструкции наступает в тот момент, когда наибольшее нормальное напряжение имеет опасное значение. Согласно теории набольших нормальных напряжений в этом случае наступает опасное состояние. Поэтому, если все три главных напряжения отличны от нуля, интерес для нас представляет наибольшая из этих величин:
- наибольшее растягивающее напряжение;
- наибольшее сжимающее напряжение.
При этом согласно теории два других напряжения не важны, поскольку не оказывают влияния на конструкцию. Но это допущение стирает границу между линейным и объемным напряженными состояниями. Следуя логике этой теории наибольшее напряжение будет определяться по одинаковой методике для всех случаев и коэффициент запаса по отношению к возможности появления опасного состояния не будет меняться как при простом растяжении, так и в общих случаях и условие прочности будет иметь одинаковый вид.
Но проведенные опыты доказали несоответствие теории практике для пластичных и хрупких материалов. Это допущение было легитимным лишь при растяжении хрупких материалов.
Согласно второй теории, опасное состояние зависит от величины наибольшего относительного удлинения или укорочения. В этой теории проверка проводится по наибольшим деформациям. Используя коэффициент запаса мы допускаем ту же величину относительной деформации, что и при растяжении.
Третья теория была выведена из практики и называется теорией наибольших касательных напряжений, она подходит лишь для пластических материалов, при этом допустимые напряжения при растяжении и сжатии принимаются равными. Ее основным недостатком является игнорирование влияния среднего главного напряжения. Также теория недооценивает опасность нарушения прочности, которые испытывают равновеликие растягивающие напряжения в трех направлениях.
Касательные напряжения – это напряжения, возникающие при деформации чистого сдвига.
Рисунок 1. Пример компоновки подкрановой балки с тормозным путем. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Проверка прочности подкрановых конструкций
Подкрановые конструкции являются необходимой частью конструкции здании, они позволяют разместить подкрановые рельсы и обеспечить движение подъемно-транспортного оборудования. Балка или ферма опирается на колонны, она работает как изгибаемый в вертикальной и горизонтальной плоскости элемент, поэтому ее прочность оценивается по нормальным напряжениям.
Затем следуют проверочные расчеты наружного пояса для тормозной балки в наиболее нагруженном сечении.
Для того, чтобы выполнить проверку конструкции нужно учесть влияние следующих нагрузок:
- значение временной полезной нагрузки;
- значение нагрузки от собственного веса настила;
- значение нагрузки от собственного веса конструкции.
При определении расчетной нагрузки на конструкцию тормозной вычисляют реакцию на опору по расчетной схеме и определяют значение изгибающего момента. Конструкция тормозной балки оценивается по нормальным напряжениям и нормативным нагрузкам.
Далее прочность балки проверяют на опоре по касательным напряжениям и выполняем проверку прочности стенки балки по местным напряжениям от давления крана.
Рисунок 2. Проверка прочности подкрановых конструкций. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Если у подкрановой балки есть тормозная балка, то считается, что общая устойчивость обеспечена.
Пропустив шаг с проверкой общей устойчивости приступаем к оценке местной устойчивости. Оцениваем условную гибкость, если она не обеспечена, то требуется укрепление поперечными ребрами жесткости. Используя габариты балки, принимаем ширину поперечных ребер и толщину. К стенке подкрановой балки ребра приваривают швами с минимальным катетом, назначенным конструктивно. Ребра не приваривают к верхнему и нижнему поясу. Каждый сформированный отсек стенки балки оценивается по местной устойчивости.
Проверив устойчивость сжатого пояса и стенки, можно сделать вывод об их обеспеченности.
