Опорные узлы подкрановых балок. Крановые рельсы, их крепление к подкрановым балкам. Упоры для кранов

Для мостовых кранов применяются специальные крановые рельсы.

Для кранов общего назначения кН разрешается применять железнодорожные рельсы.

Иногда в качестве кранового рельса применяется квадратная сталь.

Конструктивное решение крепления рельсов к подкрановым балкам зависит от типа рельсов. Крепление должно обеспечивать рихтовку рельса в пределах 20 30 мм. поскольку в процессе эксплуатации происходит смещение рельса.

Приваривать рельс к поясу подкрановой балки не рекомендуется.

Крановые упоры.

В торцах здания на подкрановых балках устанавливают упоры, которые ограничивают рабочую зону крана.

Энергия удара движущегося крана настолько велика, что запроектировать упор, ударившись о который, кран бы остановился и упор остался неповрежденным, очень трудно.

Поэтому устанавливают концевые выключатели и систему автоблокировки, обеспечивающие отключение и торможение крана у торцов здания. Упор рассчитывают как консоль на условную силу удара.

Большепролетные покрытия с плоскими несущими конструкциями. Об-ласть применения. Основные особенности. Конструктивные решения большепролетных систем. Нагрузки, действующие на большепролетные конструкции.

Большими считаются пролеты размером более 45-50м.

 

Большепролетные конструкции применяют:

1. В гражданских зданиях общественного назначения – театрах, выставочных павильонах, концертных и спортивных залах, рынках, вокзалах, стадионах и т.п., имеющих большие пролеты, обусловленными, как эксплуатационными, так и архитектурными требованиями.

2. В зданиях специального назначения – ангарах, гаражах, авиасборочных цехах и т.п., проектируемых без внутренних колонн, исходя из удобства размещения и эвакуации машин.

3.

В промышленном строительстве большие пролеты встречаются в сборочных цехах, самолетостроительных, судостроительных и машиностроительных заводах, где обуславливаются или крупными габаритами собираемых машин (судов, самолетов) или требованиями технологического процесса.

Системы, перекрывающие большие пролеты, проектируются, как правило, однопролетными, что диктуется основным эксплуатационным требованием – отсутствием промежуточных опор.

 

Конструктивные решения большепролетных систем – балочные, рамные, арочные, пространственные и висячие.

 

Балочные и рамные системы чаще используются в большепролетных перекрытиях зданий с прямоугольным планом.

Арочные системы имеют преимущества в архитектурном отношении; они экономичны при пролетах 80 м и более.

Наиболее экономичны по затрате металла пространственные системы в виде сетчатых или сплошных оболочек и складок, куполов или шатров (при круглом или многоугольном плане здания).

Конструкции висячих систем, в которых основными несущими элементами являются высокопрочные канаты – ванты, получаются наиболее легкими, что является их существенным преимуществом.

Отступление от обычной прямоугольной планировки (кроме круга) усложняет компоновку конструкций перекрытия и затрудняет применение типовых конструктивных элементов.

Сооружения с большими пролетами (за исключением типовых ангаров) не являются объектами массового строительства; их архитектурные и конструктивные решения весьма индивидуальны, что также ограничивает возможности типизации и унификации конструкций.

Однако типовые решения для отдельных конструктивных элементов этих покрытий (прогонов, переплетов, кровельных плит и т. д.) следует применять в возможно большем объеме. Поэтому целесообразно назначать основные компоновочные размеры сооружения (шаг рам, ферм, арок, расстояния между прогонами и т. п.) с учетом Единой модульной системы.

Большепролетные конструкции работают в основном на нагрузку от собственного веса; поэтому уменьшение собственного веса конструкции является главной задачей.

В большепролетных конструкциях рационально применять стали повышенной прочности или легкие алюминиевые сплавы, а также предварительное напряжение несущих конструкций и вантовых систем.

Особенно важным является применение в большепролетных перекрытиях облегченных кровельных конструкций и материалов.

Балочные большепролетные конструкции. Их достоинства и недостатки. Конструктивные решения. Нагрузки, действующие на балочные конструкции. Основы расчета и конструирования балочных конструкций.

 

Балочные конструкции

Балочные большепролетные конструкции применяют в случаях, когда опоры не могут воспринять распорных усилий.

Балочные системы при больших пролетах тяжелее рамных или арочных, но проще в изготовлении и монтаже.

Балочные системы применяют преимущественно в общественных зданиях – театрах, концертных залах, спортивных сооружениях.

Основными несущими элементами балочных систем применяемых при пролетах 50-70 м и более являются фермы; сплошные балки при больших пролетах невыгодны по затрате металла.

Основными достоинствами балочных конструкций является четкость работы, отсутствие распорных усилий и нечувствительность к осадкам опор. Главный недостаток – сравнительно большой расход стали и большая высота, вызванные большими пролетными моментами и требованиями жесткости.

Рис. 1, 2, 3

Из этих условий балочные большепролетные конструкции применяют обычно при пролетах до 90м. Несущие фермы больших пролетов могут иметь различное очертание поясов и системы решеток (рис. 1, 2, 3).

Сечения стержней большепролетных ферм с усилиями в стержнях свыше 4000-5000 кН обычно принимают составными из сварных двутавров или прокатных профилей.

Большая высота ферм не позволяет перевозить их по железной дороге в виде собранных отправочных элементов, поэтому они поступают на монтаж россыпью и укрупняются на месте.

Элементы соединяют сваркой или высокопрочными болтами. Применять болты повышенной точности и заклепки не следует из-за большой трудоемкости.

Рассчитывают большепролетные фермы и подбирают их сечения аналогично легким фермам промышленных зданий.

Вследствие больших опорных реакций возникает необходимость передачи их строго по оси узла фермы, в противном случае могут возникнуть значительные дополнительные напряжения.

Четкая передача опорной реакции может быть достигнута посредством тангенциальной (рис.4) или специальной балансирной опоры (рис. 5).

При пролетах 60-90м становится существенным взаимное смещение опор из-за прогиба фермы и ее температурных деформаций. В этом случае одна из опор может быть катковой (рис.6), допускающей свободные горизонтальные перемещения.

Если фермы устанавливаются на высокие гибкие колонны, то даже при пролетах до 90м обе опоры могут быть неподвижными из-за податливости верхних частей колонн.

Большепролетные балочные системы могут состоять из трехгранных ферм с предварительным напряжением, удобных в изготовлении, транспортировке и монтаже (рис.7).

Включение в совместную работу на сжатие ж/б плиты, уложенной по верхним поясам фермы, использование трубчатых стержней и предварительного напряжения делают такие фермы экономичными по затрате металла.

Рис. 7

Рациональной системой для пролетов 40-60 м является объемно-блочная предварительно напряженная конструкция, в которой несущая конструкция совмещена с ограждающей (рис. 8).

Рис. 8

Конструкция состоит из объемных блоков, включающих две вертикальные фермы высотой 2,5 м, расставленные на расстоянии 3 м и соединенные по верхним и нижним поясам стальными листами δ=16 мм. Балка собирается из отдельных блоков длиной 10-12 м.

Стальные листы включаются в расчетные сечения верхнего и нижнего поясов ферм.

Чтобы тонкий лист мог работать на сжатие, в нем создается предварительное растягивающее напряжение по величине большей сжимающего напряжения от нагрузки.

 

 

Рамные большепролетные конструкции. Их достоинства и недостатки. Конструктивные решения. Нагрузки, действующие на рамные конструкции. Ос-новы расчета и конструирования рамных конструкций.

Рамы, перекрывающие большие пролеты, могут быть двухшарнирные и бесшарнирные.

 

Бесшарнирные рамы более жестки, экономичнее по расходу металла и удобнее в монтаже; однако они требуют более массивные фундаменты с плотными основаниями для них и более чувствительны к температурным воздействиям и неравномерным осадкам опор.

Рамные конструкции по сравнению с балочными более экономичны по затрате металла и более жестки, благодаря чему высота ригеля рамы имеет меньшую высоту, чем высота балочных ферм.

Рамные конструкции применяются для пролетов до 150м. При дальнейшем увеличении пролетов они становятся неэкономичными.

В большепролетных покрытиях применяются как сплошные, так и сквозные рамы.

Сплошные рамы применяются редко при небольших пролетах (50-60 м), их преимущества: меньшая трудоемкость, транспортабельность и возможность уменьшения высоты помещения.

Наиболее часто применяются рамы с шарнирным опиранием. Высоту ригеля рам рекомендуется принимать равной: при сквозных фермах 1/12-1/18 пролета, при сплошных ригелях 1/20 – 1/30 пролета.

Рамы рассчитывают методами строительной механики. В целях упрощения расчета легкие сквозные рамы можно приводить к эквивалентным им сплошным рамам.

Тяжелые сквозные рамы (типа тяжелых ферм) должны рассчитываться как решетчатые системы с учетом деформации всех стержней решетки.

При больших пролетах (более 50 м) и невысоких жестких стойках необходимо производить расчет рам на температурные воздействия.

Ригели и стойки сплошных рам имеют сплошные двутавровые сечения; их несущая способность проверяется по формулам для внецентренно сжатых стержней.

В целях упрощения расчета решетчатых рам их распор допускается определять как для сплошной рамы.

Рекомендуется следующий порядок расчета большепролетных рам:

1. приближенным расчетом устанавливают предварительные сечения поясов рамы;

2. определяют моменты инерции сечений ригеля и стоек по приближенным формулам;

3. рассчитывают раму методами строительной механики; расчетную схему рамы следует принимать по геометрическим осям;

4. определив опорные реакции, находят расчетные усилия во всех стержнях, по которым окончательно подбирают их сечения.

Типы сечений, конструкция узлов и соединения рамных ферм такие же, как и для тяжелых ферм балочных конструкций.

Уменьшение изгибающего момента в ригеле рамы можно получить путем передачи веса стены или покрытия пристроек, примыкающих к главному пролету, на внешний узел стойки рамы.

Другим искусственным приемом разгрузки ригеля является смещение в двухшарнирной раме опорных шарниров с оси стойки внутрь. В этом случае вертикальные опорные реакции создают дополнительные моменты, разгружающие ригель.