Схемы расположения мостовых кранов на подкрановых балках при расчетах на прочность, жескость и устойч-ть

Расчет подкрановых балок во многом аналогичен расчету обычных балок. Однако подвижная нагрузка, вызывающая большие местные напряжения под катками крана, воздействие не только вертикальных, но и горизонтальных боковых сил, динамичность нагрузки и многократность ее приложения приводят к тому, что расчет подкрановых балок имеет особенности.

Расчетные усилия Так как нагрузка подвижная, то сначала нужно найти такое положение ее, при котором расчетные усилия в балки будут наибольшими. Наибольший изгибающий момент в разрезной балке от заданной системы сил возникает, когда равнодействующая всех сил, находящихся на балке, и ближайшая к ней сила равно удалены от середины пролета балки (рис. 2.65, а); при этом наибольший изгибающий момент М_mах будет находиться под силой, ближайшей к середине пролета балки (правило Винклера).

Рис. 2.65. К определению расчетных усилий в разрезных подкрановых балках:
a - наибольший изгибающий момент; б - наибольшая поперечная сила

Поскольку сечение с наибольшим моментом расположено близко к середине пролета балки, значение М_mах можно определить, пользуясь линией влияния момента в середине пролета. Погрешность не превышает 1...2%.

Наибольшая поперечная сила Q_max в разрезной балке будет при таком положении нагрузки, когда одна из сил находится непосредственно у опоры, а остальные расположены как можно ближе к этой же опоре (рис. 2.65, б).

В неразрезных балках наибольшие усилия определяют загруженном линий влияния, построенных для опорных и промежуточных сечений.

Расчетный изгибающий момент М_у и поперечную силу Q_y от горизонтальной поперечной нагрузки находят при том же положении кранов

При расчете балок условно принимают, что вертикальная нагрузка воспринимается только сечением подкрановой балки (без учета тормозной конструкции), а горизонтальная - только тормозной балкой, в состав которой входят верхний пояс подкрановой балки, тормозной лист и окаймляющий его элемент (или верхний пояс смежной подкрановой балки).

26. Классификация ферм.

Ферма – решетчатая пространственная конструкция, предназначенная для работы на изгиб.

1. по назначению:

- фермы мостов;

- стропильная;

- подъемно-транспортного оборудования;

- опоры ЛЭП, башни, мачты;

2. по конструктивному признаку:

- легкие;

- тяжелые;

3. по направлению опорных реакций:

- балочные (разрезные, консольные, неразрезные);

- распорные (арочные, висячие);

4. могут быть плоские и пространственные;

5. по очертанию поясов:

1) треугольного:

а) б) в) башни;

2) трапецеидального:

а) б)

3) с параллельными поясами

4) полигонального:

5) криволинейного:

а) кругового;

б) параболического;

6. по системам решетки:

1) треугольная 4) раскосная (a=45°±10°)

2) шпренгельная 5) полураскосная

6) ромбическая;

3) крестовая

Фермой называют решетчатую конструкцию, образуемую из отдельных прямолинейных стержней, связанных в узлах в геометрически неизменяемую систему.

Ферма в целом работает преимущественно на изгиб, а ее элементы (если нагрузка приложена в узлах, оси элементов пересекаются в центре узлов) на осевые усилия (растяжение или сжатие). Жесткость узлов в легких фермах несущественно влияет на работу конструкции, поэтому в большинстве случаев их можно рассматривать как шарнирные.

Фермы бывают плоскими (все стержни лежат в одной плоскости) и пространственными. Плоские фермы могут воспринимать нагрузку, приложенную в их плоскости, и нуждаются в закреплении из своей плоскости связями или другими элементами.

Основными элементами фермы являются пояса, образующие ее контур, и решетка, состоящая из раскосов и стоек.

Системы решетки ферм бывают:

– треугольной (образована непрерывным зигзагом раскосов, направленных попеременно в разные стороны), эта решетка может быть дополнена стойками и подвесками, работающими только на местную нагрузку, а также служащими для уменьшения расчетной длины поясов;

– раскосной (непрерывный зигзаг образован раскосами и стойками);

– крестовой;

– ромбической и полураскосной;

– шпренгельного типа.

Оптимальный угол наклона раскосов к нижнему поясу в треугольной решетке α = 45^о (обычно 40 – 50^о), в раскосной – α = 35^о (обычно 30 –40^о).

Направление опорного раскоса может быть восходящим (раскос идет от нижнего опорного узла к верхнему поясу) инисходящим (направление раскоса от опорного узла верхнего пояса к нижнему). В практике проектирования зданий для стропильных ферм чаще применяется восходящий опорный раскос. Такое решение позволяет надежнее обеспечить горизонтальную жесткость рамы здания при работе фермы как ригеля, конструктивно лучше решить опорный узел и расположение связей. При нисходящем раскосе имеется ряд преимуществ: они растянуты (меньше требуют металла); центр тяжести фермы лежит ниже ее линии опирания (ферма более устойчива на монтаже). Недостаток – удлинение колонны на высоту фермы, что влияет на устойчивость колонны.

Высота фермы в середине пролета определяется условиями минимального веса, требуемой жесткости, характеризуемой заданным прогибом, и габаритами при перевозке, как правило, железнодорожным транспортом (наибольший габарит по вертикали 3,85 м). Практически из условий стандартизации геометрической схемы высоту стропильных ферм рационально принимать одинаковой для всех ферм различных пролетов: в типовых фермах трапецеидального очертания – 2,2 м (между обушками на разбивочной оси колонны) и в фермах с параллельными поясами 3,15 м.

Высота треугольной фермы в середине пролета определяется в зависимости от пролета и уклона верхнего пояса и может достигать значительных размеров.