Усиление металлических подкрановых балок. Подкрановые балки металлические

Серия 1.426-1 Стальные подкрановые балки

ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ИЗДЕЛИЯ И УЗЛЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

СЕРИЯ 1.426-1

СТАЛЬНЫЕ ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ

Выпуск 1.	Разрезные подкрановые балки пролетами 6 и 12 м под мостовые электрические краны общего назначения грузоподъемностью до 5 тонн. Чертежи КМ
Выпуск 2.	Детали крепления рельсов к подкрановым балкам. Стыки рельсов. Чертежи КМД
Выпуск 3.	Балки путей подвесного транспорта пролетом 6 м. Чертежи КМ
Выпуск 4.	Разрезные подкрановые балки с поясами из тавров пролетами 6 и 12 м под мостовые электрические краны общего назначения грузоподъемностью до 50 тонн. Чертежи КМ
Выпуск 5.	Разрезные подкрановые балки пролетами 6; 12 и 18 м под мостовые электрические краны общего назначения грузоподъемностью 80 - 320 тонн. Чертежи КМ
Выпуск 6.	Разрезные подкрановые балки пролетом 6 м под ручные мостовые краны с применением широкополочных двутавров. Чертежи КМ

files.stroyinf.ru

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ

Количество просмотров публикации МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ - 442

Двутавровые балки (рис. 45,а, б) пролетом 6 и 12 м применяют в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью до 200 т. Сечение балок симметричное или асимметричное (с уширенным верхним поясом), вертикальная стенка сплошная, усиленная двухсторонними ребрами.

Высота подкрановых балок 600— 2050 мм, их изготовляют из прокатного металла, сварными (из стальных листов или широкополочных тавров, соединенных листовой стенкой) .

По статической работе подкрановые балки делят на разрезные,

имеющие по всей длине постоянное сечение и стыкуемые на опорах, и неразрезные, компонуемые из различных сечений, со стыками, расположенными в четверти пролета.

Вертикальную стенку неразрезных балок пролетом 24 м (рис. 45,в) усиливают с обеих сторон горизонтальными ребрами.

Решетчатые балки (рис. 45,г) пролетом 18 м и более применяют при кранах грузоподъемностью 20— 30 т. Верхний пояс балки — прокатный или сварной двутавр, нижняя часть — треугольная решетка из уголков.

Подкраново-подстропильные фермы, (рис. 45,(5) пролетом 36 м и более устанавливают под тяжелые краны. Οʜᴎ одновременно служат опорами для стропильных ферм.

Тормозные балки и фермы (рис. 46) обеспечивают, устойчивость подкрановых балок и воспринимают тормозные усилия мостовых кранов. Их закрепляют к поясам подкрановых балок и сверху приваривают рифленый стальной лист, ис-

пользуемый для прохода вдоль подкрановых путей. При шаге колонн 6 м верхние пояса подкрановых балок связывают тормозными балками только в связевых шагах колонн.

При шаге колонн 12 м при устройстве проходов при кранах грузоподъемностью более 75 т по всей длине подкрановых балок устанавливают тормозные фермы.

При тяжелом режиме работы кранов к подкрановым балкам средних колонн приваривают крестовые связи (на расстоянии 3 м по обе стороны от опор).

Крановые пути для кранов грузоподъемностью до 20 т устраивают из железнодорожных рельсов (рис. 47), закрепленных крюками или планками с вертикальными ребрами.

Для кранов грузоподъемностью свыше 20 т укладывают рельсы типа КР-50 до КР-140, закрепляемые болтами с прижимными лапками. Концевые упоры приваривают к подкрановой балке и снабжают брусчатым амортизатором.

referatwork.ru

Стальные подкрановые балки. Узловые соединения.

ПБ разработаны для применения в зданиях с пролетами от 18 до 36 м с обычным и тяжелым режимом работы, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью от 5 до 320 т различного режима работы, при шаге колонн 6,12,18,24 м. Опирание балок пролетом 6 и 12 м возможно как на стальные, так и на ж/б колонны, балок пролетом 18-24 м –только стальные.

Сечение выбирается по расчету в зависимости от грузоподъемности крана, пролета здания, шага колонн, режима работы крана и марки стали. Балки имеют двутавровое сечение со сплошной стенкой – симметричное или нет (с более широким верхним поясом). В нессиметричных балках момент от действия горизонтальных тормозных сил воспринимается верхним поясом балки, и поэтому спец. тормозные устройства не требуются. Такие сечения применяются в основном для балок пролетом 6 м. В симметричных балках всегда есть тормозное устройство в виде горизонтальной фермы или балки из стального листа.

Есть средние и крайние балки. Крайние – у темп.швов и в торцах пролетов, у таких балок одна из опор отодвинута на 500 мм. Для крепления балок между собой и к колоннам в нижнем поясе у опор и в торцовых ребрах предусмотрены отверстия для болтов.

По конструкции подразделяются на разрезныепостоянного сечения, стыкуемые на опорах и неразрезные, компануемые из различных сечений, свариваемых между собой заводскими или монтажными стыками в четвертях пролетов. Неразрезные легче разрезных, но сложнее в транспортировке и монтаже.

Высота унифицированных балок на опоре для шага колонн 6м – 0,8 м, при грузоподъемности крана до 20 т и 1,3 м – при грузоподъемности 30-50 т, для шага колонн 12м – соответственно на 0,3 м более.

Для обеспечения жесткости стенка балки снабжена ребрами жесткости с интервалом 1,5м. Они обрываются не доходя до нижнего пояса 60 мм

Крановые пути прокладываются из железнодорожных рельсов для кранов до 20 т и из крановых рельсов спец. профиля для кранов любой грузоподъемности. Для предупреждения аварий при работе крана у торцов здания крановые пути снабжаются устройством, автоматически включающим торможение, и ограничиваются концевыми упорами типа железнодорожных тупиков. Концевые упоры привариваются к подкрановой балке так, чтобы сила удара была передана через концевое опорное ребро на каркас здания. Для смягчения они снабжаются брусчатыми или пружинными амортизаторами.

2. Несущие конструкции покрытия из сборного железобетона. Узловые соединения.

НКП

Стропильные- Перекрывают пролет и, подобно стропилам, непосредственно поддерживают настил кровли.

Подстропильные- Перекрывают 12, 18-ти метровые шаги колонн и образуют промежуточные опоры для расположенных с 6-метровым шагом стропильных конструкций.

По схеме восприятия внешних и распределению внутренних усилий

Балки – Одноэлементная конструкция, загружаемая по всему пролету. Унифицированные ж/б балки применяются в покрытиях пролетом до 18 м. Шаг стропильных балок 6 и 12 м. При технологической целесообразности местного шага колонн до 12 м стропильные балки с шагом 6 м устанавливаются на ж/б или подстропильные балки.

Фермы – Составная стержневая конструкция, загружаемая только в соединяющих стержни узлах. Ж/б фермы применяются в покрытиях пролетом 18-24 м. Шаг стропильных ферм 6 и 12 м. При шаге средних колонн 12, 18 м стропильные фермы с шагом 6 м устанавливаются на подстропильные фермы

Для предотвращения стока гидроизоляционных мастик уклон рубероидных кровель рекомендуется ограничивать 8 %. Этим определяется уклон верхнего пояса стропильных балок. В безраскосных фермах с круговым очертанием 5%-ный уклон кровли обеспечивается выпущенными из верхнего пояса «рожками».

Балки пролетами 6 и 9 м предназначаются для покрытий зданий с плоской кровлей, с подвесным подъемно-транспортным оборудованием и без него. Для покрытия зданий пролетом 6 м балки имеют тавровое, а для пролетов 9м- двутавровое сечение Для покрытия зданий пролетом 12 м со скатной или плоской кровлями применяют балки с параллельными поясами Они используются при шаге колонн 6 м и допускают устройство фонарей шириной 6 м. Опорная часть балок позволяет устанавливать балки горизонтально или с уклоном (1 : 20). При уклонном варианте колонны, на которые опираются балки, должны иметь разную высоту, обеспечивающую требуемый уклон покрытия.Для устройства покрытий пролетами 18 м наиболее рациональны предварительно напряженные двускатные балки двутаврового сечения и решетчатого типа

Балки двутаврового сечения можно применять для зданий пролетом 24 м с шагом 6 и 12м с использованием подвесного транспорта грузоподъемностью до 5 т и устройством фонарей шириной 6 м. По технико-экономическим показателям такие балки являются одними из самых эффективных конструкций.Решетчатые балки устанавливают с шагом только 6 м, к ним можно крепить пути подвесного транспорта грузоподъемностью до 5 т. Отверстия в стенках балок облегчают прокладку верхних коммуникаций и несколько снижают массу. Однако на устройство решетчатых балок расходуется больше бетона, чем на балки двутаврового сечения.

В зависимости от очертания стропильные фермы подразделяют на сегментные, безраскосные, с параллельными поясами, полигональные и треугольные. Сегментные раскосные фермы предназначены для покрытий зданий с неагрессивной средой, а также со слабо- и среднеагрессивными газовыми средами (за исключением ферм с пряде-вой арматурой диаметром 9 мм).Их можно устанавливать с шагом 6 и 12 м на железобетонные колонны или подстропильные фермы. К ним можно подвешивать краны грузоподъемностью от 1 до 5 т. Очертание верхнего пояса позволяет использовать для покрытия плиты шириной 3 м (основной вариант) и 1,5 м (при шаге ферм 6 м).

3. Стальные НКП. Узловые соединения.

Стальные НКП могут использоваться как стропильные, так и подстропильные. В качестве стальных несущих конструкций покрытия наиболее распространены фермы. Они предназначены для использования в малоуклонных покрытиях с рулонной кровлей, с фонарями и без них, с внутренним и наружным водоотводом, с пролетами 17,24,30,36 м при стальных или ж/б колоннах, с настилом из ж/б плит шириной 2м. Могут устанавливаться с шагом 6 и 12 м.

Ферма представляет собой сквозную несущую конструкцию, образованную из стальных стержней, составного сечения из парных уголков, соединяющихся в узлах. Они имеют уклон верхнего пояса 1,5% и одинаковую высоту на опорах. Полигональные фермы с уклоном верхнего пояса 1 : 8 применяют для скатных покрытий из рулонной кровли, а треугольные с уклоном верхнего пояса 1 : 3,5 - для однопролетных, неотапливаемых зданий с наружным водостоком под кровлю из асбестоцементных или стальных листов.

На фермы могут закрепляться подвесные пути кранов в узлах или между ними.

В местах образования снеговых мешков устанавливаются шпренгели – дополнительные стержни фермы. Высота ферм на опоре: с параллельными поясами -2550 и 3750 мм, полигональных - 2200 мм и треугольных - 450 мм.

Подстропильные фермы. Для стропильных ферм из прокатных уголков проектируют подстропильные фермы с параллельными поясами длиной от 12 до 24м. Высота ферм составляет 3130мм, они имеют опорную стойку из двутавра, в нижней части которой предусмотрен столик для опирания стропильных ферм.

Пример условного обозначения (марки) фермы:

типоразмера 4ФС18, шестой по несущей способности, с напрягаемой арматурной сталью класса А-V, изготовляемой из легкого бетона, применяемой в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 баллов, с дополнительными закладными изделиями:

4ФС18-6АVЛ-С1

То же, типоразмера ФП (Ферма подстропильная) 12, третьей по несущей способности, с напрягаемой арматурной сталью класса А-IIIв, предназначенной для применения в условиях воздействия слабоагрессивной газообразной среды, с опорным закладным изделием, предусмотренным для установки фермы у температурного шва или торцов зданий:

ФП12-3АIIIв-Н1.

Подстропильные фермы применяют в случае, когда шаг крайних колонн меньше шага средних или шаг колонн больше шага НКП.

4. Выбор конструктивной схемы и материалов каркаса.

Производят на начальном этапе разработки архитектурно-строительной части проекта.Основанием для выбора конструктивной схемы служат: объемно-планировочная структура здания, обеспечивающая рациональную организацию производственно-технологического процесса; нагрузки на здания; требования прочности, устойчивости и долговечности.Для большинства одноэтажных промышленных зданий характерны два варианта каркасной конструктивной схемы - с поперечными и продольными рамами

Конструктивная схема с поперечными рамами является наиболее распространенной. По такой схеме поперечная рама каркаса, образуемая жестко заделанными в фундаменте колоннами и поперечными ригелями, обеспечивает жесткость и устойчивость. В продольном направлении жесткость и устойчивость здания обеспечиваются совместной работой колонн, вертикальных связей между ними и диском покрытия.Конструктивная схема с продольными рамами состоит из колонн и продольных элементов (подстропильные конструкции, подкрановые балки, вертикальные связи и др.), которые вместе обеспечивают устойчивость и жесткость здания в продольном направлении. В поперечном направлении жесткость и устойчивость здания обеспечиваются совместной работой колонн и элементов покрытия, например панелями покрытия "на пролет".

Железобетон, в котором совместная работа бетона и стальной арматуры обеспечивает ему хорошие физико-механические свойства, обладает высокой несущей способностью на сжатие и изгиб, долговечностью, огнестойкостью, стойкостью против атмосферных воздействий, сопротивляемостью против динамических нагрузок, малыми эксплуатационными расходами. В силу почти повсеместного наличия крупных и мелких заполнителей, в больших количествах идущих на приготовление бетона, железобетон доступен к применению практически во всех районах строительства. На изготовление железобетона расходуется в 2-3 раза меньше металла, чем на стальные конструкции.

В числе основных недостатков железобетона главным является большая собственная масса - качество во многих случаях нежелательное. Так, например, большая масса несущих конструкций покрытия (фермы, балки, плиты) влечет за собой необходимость устройства колонн с большими размерами сечений, а колонны, в свою очередь, - устройства массивных фундаментов. В целях снижения массы железобетона используют высокопрочные бетоны и стали, тонкостенные и пустотелые конструкции, а также конструкции с бетоном на пористых заполнителях.По способу выполнения железобетонные конструкции каркасов могут быть сборные, монолитные и сборно-монолитные.

Монолитные железобетонные конструкции до настоящего времени, главным образом, использовались в тех случаях, когда требовалось обеспечить наибольшую жесткость каркаса в условиях высоких динамических нагрузок и сейсмики или когда параметры возводимого каркаса отличались нестандартностью.

Сборно-монолитные конструкции представляют собой рациональное сочетание основных сборных элементов каркаса с монолитным железобетоном, при котором обеспечивается их работа как единое целое.

Использование сталей в каркасах зданий, как впрочем и в других конструктивных элементах, требует специальных знаний их свойств, зависящих от способа выплавки (мартеновские, кислородно-конверторные, электросталеплавильные), от способа разлива в изложницы (кипящие, полуспокойные и спокойные), состоянию поставки (металлопрокат -после горячей прокатки, в термически обработанном состоянии, с очищенной от окалины поверхностью) и др.Назначение марок для стальных конструкций производят в зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, особенностей климатического района строительства и условий эксплуатации (отапливаемые, неотапливаемые и др.).По степени ответственности стальные конструкции зданий и сооружений разделены на четыре группы. К первой группе отнесены сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок (подкрановые балки, балки рабочих площадок и др.). Ко второй группе относятся сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке (фермы, ригели рам, балки покрытий и перекрытий и др.), а к третьей - работающие в таких же условиях колонны, стойки, опоры под оборудование и др. В четвертую группу входят вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, элементы фахверка, лестницы и др.).

Стальные конструкции обладают многими достоинствами. По сравнению с железобетонными они характеризуются значительно меньшей массой при равной несущей способности, высокой технологичностью, инду-стриальностью и сравнительной легкостью усиления.

Алюминиевые сплавы целесообразно использовать: в конструкциях покрытий крупных высотных и большепролетных сооружений; в сборно-разборных конструкциях, предназначенных для многократного использования в разных местах и при транспортировании на далекие расстояния; в климатических районах с холодным и суровым климатом, а также в районах с повышенной сейсмичностью. Особенно эффективны алюминиевые сплавы в стеновых и кровельных конструкциях, в конструкциях подвижного состава (краны различного назначения), больших ворот, оконных и фонарных заполнений.Недостатками алюминиевых сплавов, ограничивающими область их применения, являются: меньший (почти в 3 раза, чем у стали) модуль продольной упругости; высокий коэффициент температурного расширения; ухудшение механических свойств в условиях повышенных температур и относительная сложность выполнения соединений.

Деревянные конструкции обладают рядом достоинств в силу хороших физико-механических свойств древесины, которая имеет небольшую массу, незначительные коэффициенты температурного расширения и теплопроводности, высокую стойкость в различных химических средах. Она легко поддается обработке и соединению, обладает высокими эстетическими и художественными качествами. Учитывая большие местные запасы древесины, во многих регионах России конструкции из дерева оказываются намного дешевле железобетонных и стальных конструкций.Наибольшее применение древесина в каркасах одноэтажных зданий получила в форме клееных конструкций (рамы, балки, арки и металлоде-ревянные формы). К достоинствам клееных деревянных конструкций относят: возможность использования маломерных и низкосортных пиломатериалов и создание из них разнообразных по форме сечения и длине элементов конструкций; повышенную огнестойкость по сравнению с обычной древесиной; меньшую подверженность растрескиванию и короблению; возможность создания элементов с повышенной несущей способностью и др. Вместе с тем изготовление клееных конструкций требует специализированных условий (теплые помещения, тщательный контроль качества на всех стадиях изготовления, совершенное оборудование и др.)-свай-стоек, навесов и т.п.Существенными недостатками деревянных конструкций являются: подверженность загниванию, возгораемость, потери свойств под воздействием нагрузок, температур и влажности.

Усиление металлических подкрановых балок

Подкрановые балки в процессе эксплуатации подвергаются сложным по сочетании нагрузкам и, как правило, изнашиваются быстрее других конструкций здания.

Усиление подкрановых балок Необходимость усиления подкрановых балок возникает, как правило, при появлении и накоплении в них недопустимых повреждений коррозионного, механического или усталостного характера.

Усиление подкрановых балок может осуществляться теми же способами, которые применяются при усилении металлических балок и прогонов работающих на изгиб:

- изменения конструктивной схемы;

- увеличения площади сечения;

- местного усиления.

Изменение конструктивной схемы может быть выполнено: - подведением дополнительных опор или подкосов;

- превращением статически определимых однопролетных балочных систем в неразрезные многопролетные;

- введением новых стержневых элементов для изменения статической схемы и превращением ее в шпренгельную систему;

- предварительным напряжением конструкции.

Подведение и установки дополнительных опор или подкосов позволяет уменьшить величину пролета и за счет этого повысить несущую способность подкрановых балок в 2-4 раза и ликвидировать прогибы. Этот способ усиления возможен при наличии свободного пространства под усиливаемой конструкцией, а также при аварийном усилении. Установку стационарных дополнительных опор необходимо осуществлять на самостоятельный фундамент.

Превращение статически определимых однопролетных подкрановых балок в неразрезные многопролетные повышает несущую способность усиливаемой системы на 15-20%. Процесс усиления должен производиться при полной или частичной разгрузке усиливаемой подкрановой балки (рис.3.34).

Рис.3.34. Усиление подкрановых балок преобразованием их

в неразрезные конструкции

1 – усиливаемая балка; 2 – металлические пластины, жестко привариваемые к концам усиливаемой конструкции

Наиболее эффективными являются варианты усиления подкрановых балок превращением их в шпренгельные системы и предварительно напряженными высокопрочными затяжками, приведенными на рис.3.35.

Шпренгельные системы изготавливаются треугольными, трапециидальными и с ломанным поясом. Передача усилий от подкрановых балок на треугольный шпренгель передается через вертикальную стойку, установленную в середине пролета, а в трапециидальных шпренгелях - через две стойки, которые размещают в местах перелома шпренгельного пояса и которые позволяют более равномерно воспринимают нагрузку.

В местах передачи усилий в балках устанавливают элементы усиления в виде поперечных ребер, которые препятствуют местному изгибу стенки балки.

Предварительно напряженные высокопрочные затяжки, как правило, устанавливают вдоль нижнего пояса подкрановых балок. Благодаря натяжению затяжек создается изгибающий момент, противоположный по знаку моменту от постоянных и временных нагрузок, что обеспечивает усиление подкрановых балок.

Затяжки могут иметь прямолинейное и ломаное очертание. В первом случае натяжения затяжки осуществляется с помощью натяжных муфт, а во втором - с помощью распорок и стяжных хомутов.

Рис.3.35. Усиление подкрановых балок шпренгельными системами (а) и предварительно напряженными высокопрочными затяжками (б)

1- вариант натяжения затяжки с помощью стяжных хомутов; 2- вариант натяжения затяжки с помощью распорок

Усиление подкрановых металлических балок способом увеличения площади сечения производят путем прикрепления на сварке или болтах к полкам или стенке балок элементов усиления в виде труб, прокатных уголков или стальных пластин (рис.3.37). Для эффективного использования металла элементы усиления целесообразно располагать симметрично.

При небольшом (до10 т) увеличении крановых нагрузок усиливается только верхний пояс подкрановой балки, а при большом - верхний и нижний пояса. При недостаточной прочности и устойчивости стенки осуществляют усиление стенки и нижнего пояса балки.

Рис.3.37. Усиление подкрановых металлических балок способом

увеличения сечений

1- усиливаемый элемент; 2- элемент усиления; 3- ребро жесткости