Столбов А.В. Металлические конструкции

Подождите немного. Документ загружается.

Если условие (19) не выполняется, можно уменьшить расстояние

, увеличить толщину плиток или применить вместо плиток

элементы, состоящие из двух швеллеров (см. рис. 33).

У сплошных и легких сквозных колонн проектируются общие

базы.

Нормальные напряжения в бетоне фундамента для расчетных

комбинаций усилий

M

M

определяются по

формулам:

bpв











max,



(20)

min,











(21)

111

Рис. 33

При большом значении изгибающего момента напряжение

min,в



может оказаться растягивающим. Из конструктивных соображений

 

2010 bB

см. Размер

ТР

определяется для расчетной

комбинации усилий, обуславливающей наибольшее краевое сжатие

бетона, по формуле, полученной из (20):

112

bpbpbp

ТР

























Толщина плиты определяется как в базе раздельного типа. При

подсчете изгибающих моментов на отдельных участках плиты

напряжения в бетоне фундамента условно принимается равномерно

распределенным с максимальным значением для рассматриваемого

участка. С целью уменьшения толщины плиты в базе можно

установить ребра и диафрагмы.

Высота траверсы определяется из условия размещения наиболее

нагруженных швов крепления ее к поясам колонны:

0.1



nlh

wtr

см,

где

wwf









max,

;

max,tr

- максимальное из значений

1,tr

2,tr

;

- количество сварных швов у рассматриваемого пояса;

2n

или

4n

(если все участки доступны для сварки);







- усилие, передаваемое наружным поясом

колонны на траверсу;









- усилие, передаваемое внутренним

поясом колонны на траверсу.

Диафрагмы и ребра рассчитываются аналогично одноименным

элементам в базах центрально сжатых колонн с учетом

соответствующих грузовых площадей.

Растягивающее усилие в анкерных болтах определяется из

уравнения равновесия сил относительно центра тяжести эпюры

сжимающих напряжений (см. рис. 33):

aNM





где

32 cLa 

;

min,max,

max,

вв











- длина сжатой зоны бетона;

3cdLy 

113

Для выявления максимального значения

необходимо

рассмотреть различные комбинации усилий в нижнем сечении

колонны. Усилия растяжения в болтах вызывают нагрузки, для

которых

6LNM 

. Площадь сечения анкерных болтов

подсчитывается по формуле (18), в которой

- количество анкерных

болтов у каждого из поясов колонны.

6. Расчёт и конструирование сплошных подкрановых балок.

Конструкции сплошных подкрановых балок

114

Подкрановые балки - основные несущие элементы подкрановых

конструкций - могут иметь различную конструктивную форму.

Наиболее распространены сплошные подкрановые балки. Типы

сечений сплошных подкрановых балок показаны на рисунке 34.

Рис.34. Сечения подкрановых балок.

Для разрезных балок пролетом 6м при кранах

грузоподъемностью до 10т применяются прокатные двутавры с

усиленным верхним поясом (рис. 34 а, б). При кранах

грузоподъемностью до 50т применяются сварные подкрановые балки

с более развитым верхним поясом (рис. 34 в). При пролетах

подкрановых балок более 6м и кранах грузоподъемностью 50т и выше

устраиваются специальные тормозные конструкции: тормозные балки

(рис.34 г) или тормозные фермы (рис.34 д). Поясами тормозных балок

или ферм являются верхние пояса смежных подкрановых балок,

расположенных на колоннах средних рядов или верхний пояс

подкрановой балки и поддерживающий элемент (обычно швеллер),

устанавливаемый между колоннами вдоль здания. В качестве стенок

тормозных балок применяется рифленый лист толщиной 6-10мм.

Решетка тормозных ферм выполняется, как правило, из одиночных

уголков. Целесообразность применения тормозных ферм появляется

при ширине тормозных конструкции свыше 1,25м, пролетах

подкрановых балок более 6м и грузоподъемности мостовых кранов от

80т.

С целью экономия материала сварные подкрановые балки в ряде

случаев проектируют из двух марок сталей: стенку - из

малоуглеродистой, пояса - из низколегированной.

115

Подсчет нагрузок, действующих на подкрановые балки.

Вертикальные и горизонтальные нагрузки от мостовых кранов

передаются на подкрановую конструкцию через колеса крана. В

зависимости от грузоподъемности крана с каждой стороны моста

может быть два, четыре и более колес. Подкрановые конструкции

рассчитывают, как правило, на нагрузки от двух сближенных кранов

наибольшей грузоподъемности с тележками, приближенными к

одному из рядов колонн.

Расчетное значение вертикальных сил определяется по формуле

nfn





max,max

где

1,1



– коэффициент надежности по нагрузке для

крановых нагрузок.

Расчетное значение горизонтальных сил, вызываемых

торможением грузовой тележки, определяется по формуле

, nfknk





где T

n,k

– нормативное значение горизонтальной силы,

передаваемое одним колесом крана.

Расчетное значение горизонтальных сил, вызываемых

перекосами мостовых кранов и непараллельностью крановых путей

подсчитывается по формуле Т

= 0,1F

max,n



Нагрузка Т

учитывается в тех случаях, когда здания

оборудованы кранами групп режимов работы 7К, 8К. Нагрузки Т

и Т

одновременно учитывать не следует.

При расчете прочности и устойчивости подкрановых балок

расченые значения крановых нагрузок необходимо умножать на

коэффициент динамичности, равный:

1,2 - для вертикальных крановых нагрузок при шаге колонн не

более 12м и группе режима работы мостовых кранов 8К;

1,1- для вертикальных крановых нагрузок при шаге колонн не

более 12м и группах режима работы мостовых кранов 6К, 7К;

1,1 - для вертикальных крановых нагрузок при шаге колонн

свыше 12м и группе режима работы мостовых кранов 8К;

1,1 - для горизонтальных крановых нагрузок от мостовых

кранов группы режима работы 8К.

В остальных случаях коэффициент динамичности принимается

равным 1,0.

Рис. 35. Схемы расположения кранов при определении Q

max

а) - для четырехколесных кранов;

116

б) - для восьмиколесных кранов.

Собственный вес подкрановых конструкций принимается по

справочным данным. Допускается учитывать влияние собственного

веса подкрановых конструкций умножением расчетных усилий от

вертикальной крановой нагрузки на коэффициент



, принимаемый

равным:

1,03 - для балок пролетом 6м;

1,05 - для балок пролетом 12м,

1,08 - для балок пролетом 18м.

Для определения наибольшего значения поперечной силы Q

max

разрезной балке мостовые краны располагают таким образом, чтобы

одна из сил F

max

находилась непосредственно у опоры, а остальные

были расположены как можно ближе к этой же опоре (рис.35).

Наибольший изгибающий момент в разрезной балке возникает

при таком положении системы сил, когда равнодействующая всех сил

и ближайшая к ней сила (критическая сила) равноудалены от

середины пролета балки (рис.36). Максимальный изгибающий момент

будет находится под критической силой.

117

Рис.36. Схема расположения кранов при определении M

max

Положение равнодействующей всех грузов





относительно оси крайнего левого колеса (точка c на рис.36) может

быть определено из уравнения



 zRcM )(

где



)(cM

– момент всех сил F

относительно оси крайнего

левого колеса.

Критическая сила определяется с помощью двух неравенств

 

bcra





;

 

аcrb





’

где R

- равнодействующая всех сил, расположенных слева от

критической силы;

118

- равнодействующая всех сил, расположенных справа от

критической силы.

Если суммарная ширина двух сближенных кранов превышает

пролет подкрановой балки, приходится делать несколько попыток

определения критической силы. Сначала исследуется расстановка

кранов, при которой на балке размещается максимально возможное

количество колес. Если при такой расстановке выше указанные

неравенства не будут выполнятся, краны смещаются вправо так,

чтобы на балке располагалось на одно колесо меньше.

При определении М

max

возможен и приближенный подход.

Поскольку сечение с наибольшим моментом расположено близко к

середине пролета балки, значение М

max

можно определить, пользуясь

линией влияния момента в середине пролета. Погрешность такого

вычисления, как правило, не превышает 2%.

В неразрезных подкрановых балках наибольшие усилия

определяются с помощью линий влияния, построенных для опорных и

промежуточных сечений (балка разбивается на 8-10 равных частей). В

каждом сечении определяются максимальные значения изгибающих

моментов и поперечных сил путём наиболее невыгодного загружения

линий влияния.

Расчетные значения изгибающего момента и поперечной силы

от вертикальной нагрузки определяются по формулам





iixx

yFMM



max,

; (22)





iixx

yFQQ



max,

, (23)

где



- коэффициент сочетания, равный: 0,85 - при учете работы двух

мостовых кранов групп режимов работы 1К-6К; 0,95 - при учете

работы двух мостовых кранов групп режимов работы 7К, 8К; 1 -

при учете работы одного мостового крана;

- ординаты линии влияния М

max

;

- ординаты линии влияния Q

max

Расчетный изгибающий момент М

от горизонтальной

поперечной нагрузки определяется при том же положении кранов





iyy

yTMM



max,

, (24)

где Т - расчетное значение горизонтальной силы (T

или

119

При определении расчетных значений изгибающих моментов в

разрезных и неразрезных подкрановых балках пролётом 6м

необходимо рассмотреть случаи загружения одним и двумя

мостовыми кранами при коэффициенте сочетания



= 1 и



 1,

соответственно.

Расчет сплошных подкрановых балок.

При расчете подкрановых балок используется приближенный

подход. Условно считается, что вертикальная нагрузка

воспринимается только сечением подкрановой балки, а

горизонтальная – только тормозной балкой.

В зависимости от типа сечения подкрановой балки назначается

коэффициент асимметрии m = 1,4-1,5 - для подкрановых балок с

развитым верхним поясом без тормозных конструкций; m =1,0-1,2 -

при наличии тормозных балок; m=1,0-1,1 - при наличии тормозных

ферм.

Из условия прочности определяется требуемый момент

сопротивления сечения







где

ПБ

 21



- коэффициент, учитывающий влияние

горизонтальных поперечных нагрузок;

HTK

hh 

- ширина сечения тормозной конструкции.

Минимальная высота подкрановой балки подсчитывается

исходя из условия полного использования несущей способности

материала балки

min























где

- максимальный изгибающий момент от нормативной

нагрузки

max,

определяемый по формуле (22) при загружении

подкрановой балки одним мостовым краном и

1



;

- при кранах групп режимов работы 1К-6К;

- при кранах группы режима работы 7К;

- при кранах группы режима работы 8К.

120

























600

500

400