Особенности расчета и конструирования

Железобетонные предварительно напряженные подкрановые балки испытывают динамические воздействия от мостовых крапов и поэтому их применение рационально при кранах грузоподъемностью до 30 т среднего режима работы и кранах легкого режима работы. При кранах тяжелого режима работы и кранах грузоподъемностью 50 т среднего режима работы и более целесообразны стальные подкрановые балки.

Наиболее выгодна двутавровая форма поперечного сечения подкрановой балки. Развитая верхняя полка повышает жесткость балки в горизонтальном направлении, уменьшает перемещения при поперечных тормозных условиях, а также улучшает условия монтажа и эксплуатации крановых путей и крана; нижняя полка дает возможность удобно разместить напрягаемую арматуру и обеспечить прочность балки при отпуске натяжения. Расчетным на вертикальные нагрузки является тавровое сечение с верхней сжатой полкой, а на горизонтальные нагрузки - прямоугольное сечение (верхняя полка) .

Высоту сечения подкрановых балок назначают в пределах h =(1/8...1/10)1, толщину верхней полки = (1/7...1/8)h, ширину верхней полки = (1/10...1/20)l. По условиям крепления и рихтовки крановых путей принимают размер полки =500...650 мм. Типовые подкрановые балки имеют высоту сечения h = 1000 мм при пролете 6 м и h = 1400 мм при пролете 12 м (рис. 3).

Сборные подкрановые балки пролетом 6 и 12 м по условиям технологичности изготовления и монтажа выполняют разрезными с монтажным стыком на колоннах.

Расчетные нагрузки от мостовых кранов для расчета прочности подкрановых балок определяют с коэффициентом надежности γ_f=1,1. Расчетная вертикальная нагрузка

. (9)

Расчетные вертикальные нагрузки для группы режима работы мостового крана 6К следует умножать на коэффициент динамичности K_max=1,1.

Расчетная горизонтальная нагрузка (от одного колеса моста)

. (10)

Горизонтальная сила приложена в уровне головки крановых рельсов, но для упрощения расчета, пренебрегая незначительным влиянием эксцентриситета, ее полагают приложенной посередине высоты полки таврового сечения.

Рис. 3. Конструкция предварительно напряженной подкрановой балки пролетом 12 м:

а - общий вид; б - армирование напрягаемой проволочной арматурой;

в – то же стержневой арматурой

Расчет прочности ведут по расчетной нагрузке от двух сближенных мостовых кранов одинаковой грузоподъемности, умноженную на коэффициент сочетаний, равный 0,85 (при кранах легкого и среднего режима). Подвижную нагрузку от мостовых кранов располагают в пролете подкрановой балки так, чтобы в ряде сечений по длине пролета получить максимальные усилия М, Q. Расстояние между четырьмя силами, передающимися через колеса мостового крана, устанавливают по габаритам ширины и базы моста (рис.4,а). Расчет ведут по линиям влияния, располагая одну силу в вершине линии влияния (рис.4,б). Максимальные усилия определяют суммированием произведений сил на соответствующие им ординаты. Например, максимальный изгибающий момент в рассматриваемом сечении

(11)

Рис.4. К расчету подкрановой балки: а - расчетная схема; б - линии влияния М и Q

По найденным усилиям строят огибающие эпюры М, Q. Ординаты огибающих эпюр определяют по таблицам, приведенным в справочниках.

Расчет на выносливость ведут по расчетной вертикальной нагрузке от одного мостового крана, определяемой умножением нормативной нагрузки на коэффициент равный 0,5. Прогиб определяют от действия одного крана при коэффициенте надежности, равном единице:

(12)

Предварительно напряженные подкрановые балки армируют высокопрочной проволокой, стержневой арматурой, канатами. Арматурные каркасы в связи с динамическими воздействиями на балку выполняют не сварными, а вязаными. На опорах балки усиливают ребрами,(с уширениями концов) и дополнительной поперечной арматурой в виде стержней, хомутов, сеток, обеспечивающих прочность и трещиностойкость торцов при отпуске натяжения. Для подкрановых балок применяют бетон классов В30...В50. Масса подкрановой балки пролетом 12 м составляет 10...12 т.

Подкрановые балки соединяют с колоннами сваркой стальных закладных деталей (рис.5,а). Для передачи горизонтальных тормозных усилий в стыке

Рис.5. Детали креплений:а - подкрановой балки к колонне; б - рельса к подкрановой балке; 1 - ребровые планки 100×12; 2 - закладная деталь подкрановой балки; 3 - анкеры, выпущенные из колонны; 4 - лапка·прижим; 5 - упругие прокладки; 6 - закладные детали колонны δ= 8мм.

устанавливают ребровые накладки, привариваемые к верхним закладным листам балок и специальному закладному листу колонны. Чтобы смягчить удары и толчки, передаваемые на подкрановую балку при движении мостового крана, и уменьшить износ путей, между подкрановой балкой и рельсом укладывают упругую прокладку из прорезиненной ткани толщиной 8...10 мм. При этом принимают во внимание, что предварительно напряженные балки имеют выгиб, а крановый рельс должен иметь горизонтальное положение. Рельс после рихтовки прикрепляют к балке болтами с помощью стальных деталей (рис.5,б).

Горизонтальную нагрузку, вызванную ударом крана о тупиковый упор (до 150 кН для групп режимов работы кранов 4К...6К), учитывают только при расчете упоров и их креплений к балкам кранового пути.