При с>0,05 неразрезные балки применять не рекомендуется. Не рекомендуется их применять также при просадочных грунтах. При легких кранах (Q<30 т) и больших шагах колонн целесообразны решетчатые подкрановые балки с жестким верхним поясом (рис. 15.2, в).

Их применение позволяет на 15—20 % снизить расход стали по сравнению с разрезными сплошными балками. К недостаткам решетчатых балок относится повышенная трудоемкость изготовления и монтажа и более низкая долговечность при кранах тяжелого режима работы.

При больших пролетах (шаг колонн 24 м и более) и кранах большой грузоподъемности применяются подкраново-подстропильные фермы, объединяющие в себе подкрановую балку и подстропильную ферму (рис. 15.2, г).

Экономичность таких конструкций возрастает с увеличением шага колонн и составляет 4—6 % при шаге колонн 24 м и 12—16 % при шаге 36 м. Однако такие фермы сложны в изготовлении и монтаже.

При большом шаге колонн возможно также применение подкрановых балок или ферм с ездой понизу (рис. 15.2, д).

Крутящий момент, возникающий от внецентренной передачи нагрузки, воспринимается дополнительными горизонтальными фермами. На подкрановую конструкцию могут опираться стропильные фермы, но в отличие от подкраново-

подстропильной фермы ездовая балка не включается в состав нижнего пояса. Такое конструктивное решение крайне сложно и применяется в исключительных случаях.

Подвесные краны (кран-балки) имеют, как правило, небольшую

грузоподъемность (до 5 т) и перемещаются по путям, прикрепляемым к

конструкциям покрытия или перекрытия. Применяются двух-, трех- и

многоопорные краны. Катки крана перемещаются непосредственно по нижним поясам балок путей (рис. 15.3, г).

Основным видом путей являются прокатные или составные балки, устанавливаемые по разрезной

или неразрезной схеме. При пролете путей 12 м возможно применение керфорированных балок. Для уменьшения изгибающих моментов в балках могут устанавливаться дополнительные подвески (рис. 15.4, д)

(рис 15.5)

В большепролетных зданиях применяются подвесные краны грузоподъемностью 30 т и более. Пути таких кранов выполняются по разрезной или неразрезной схеме сплошного составного сечения. Для ремонта оборудования и для вспомогательных операций здания оборудуются тельферами, перемещающимися по монорельсовым путям из прокатных двутавров. При необходимости обслу-

живания узких зон помещения вдоль колонн в зданиях устанавливают подвижные консольные краны. Для перемещения консольных кранов

устанавливают три балки: одну— для восприятия вертикальной нагрузки, две—горизонтальной (рис. 15.5).

30.Типы сечения подкрановых балок зависят от нагрузки, пролета и режима работы кранов. При пролете 6 м и кранах грузоподъемностью до 50 т обычного режима работы применяют прокатные двутавры, усиленные для восприятия горизонтальных сил листом или уголками (рис. 15.7, а).

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 ряду особенностей расчета подкрановых балок.

Расчетные усилия (наибольшие изгибающие моменты и поперечные силы) в подкрановых балках находят от нагрузки двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности. Так как нагрузка подвижная, то сначала нужно найти такое

положение ее, при котором расчетные усилия в балке 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. 15.10, а); при этом наибольший изгибающий момент Ммах будет находиться под силой, ближайшей к середине пролета балки (правило Винклера).

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

Наибольшая поперечная сила Qmax 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. 15.10,6).

Расчетные значения изгибающего момента и поперечной силы oт

вертикальной нагрузки определяют по формулам Мх = αМмах и Qx = αQmax.

Значения коэффициента α, учитывающего влияние веса балки. Расчетный изгибающий момент Му и поперечную силу Qy от горизонтальной поперечной нагрузки находят при том же положении кранов. Поэтому при кранах одинаковой грузоподъемности Му и Qy можно определить из соотношения горизонтальных Тк и вертикальных Fк сил от колеса:

Му = Mx (Tк/Fк) и Qy = Qx (Tк/Fк).

Проверка прочности подкрановых балок. Под действием вертикальных и горизонтальных крановых нагрузок подкрановая балка и тормозная конструкция работают как единый тонкостенный стержень на косой изгиб с кручением.

Верхний пояс балки работает как на вертикальную, так и на горизонтальную нагрузку, и максимальные напряжения в точке А (рис. 15.11,6) можно определить по формуле соответственно в нижнем поясе

27. База является опорной частью колонны и предназначена для передачи усилий с колонны на фундамент. В состав базы входят плита, траверсы, ребра, анкерные болты и устройства для их крепления (столики, анкерные плиты и т. д.). Конструктивное решение базы зависит от типа колонны и способа сопряжения ее с фундаментом (жесткое или шарнирное). В производственных зданиях колонна в плоскости рамы имеет обычно жесткое сопряжение с фундаментом, а из плоскости —шарнирное. Существует два типа баз — общая и раздельная.

Для сплошных, а также легких сквозных колонн (при ширине h< 1000 мм) применяются общие базы (рис. 14.16). Для лучшей передачи момента на фундамент

база внецентренно сжатой колонны развивается в плоскости действия момента; центр плиты обычно совмещается с центром тяжести колонны. Если момент одного знака по абсолютному значению значительно больше момента другого знака, возможна конструкция базы с плитой, смещенной в сторону действия большего момента. Под плитой в бетоне фундамента возникают нормальные напряжения σ_ф (рис. 14.17, б), определяемые по формулам внецентренного сжатия

При большом значении изгибающего момента второй член формулы (14.32) может оказаться больше первого и под плитой возникают растягивающие напряжения. Так как плита лежит на фундаменте свободно, для восприятия возможного растяжения устанавливают анкерные болты, которые в отличие от базы центрально-сжатой колонны являются расчетными элементами.

Ширина плиты принимается на 100—200 мм шире сечения колонны. Тогда из условия прочности бетона фундамента на сжатие

из формулы (14.32) можно определить длину плиты

Расчетное сопротивление бетона фундамента на сжатие Rб определяется по формуле Расчет выполняют на комбинацию усилий N и М, дающую наибольшее краевое сжатие бетона. Для обеспечения жесткости плиты и уменьшения ее толщины в базе устанавливают траверсы и ребра. В легких колоннах применяют базы как с одностенчатои (см. рис.14.16 а), так и двустенчатой траверсой из листов или двух швеллеров (см.'рис. 14.16, в). Для более мощных колонн устраивают двустенчатые траверсы из листов. Траверсы могут быть общими для полок ко-

лонны (см. рис. 14.16, в) и раздельными (см. рис. 14.16, г). Общие траверсы приваривают к полкам колонны наружными швами (сварка во внутренней полости затруднена). Они работают как двухконсольные балки под действием отпора бетона фундамента и усилия в анкерных болтах. Швы крепления траверсы воспринимают только сдвигающее усилие. Такие траверсы целесообразны при небольшой ширине колонны (до 500—700 мм). При большей ширине колонны более экономичны и удобны для сварки раздельные траверсы (см. рис. 14.16, г). Каждая траверса приваривается к полке колонны двумя швами и работает как консоль от отпора бетона или усилия в анкерном болте.

Швы крепления траверсы воспринимают момент и сдвигающее усилие.

Сечения и швы крепления траверс и ребер рассчитывают на отпор бетона с соответствующих грузовых площадей. Ребра и траверсы расчленяют плиту на отдельные участки. Так как напряжения в бетоне фундамента под плитой распределяются неравномерно, при определении моментов на различных участках величину σ_ф (несколько в запас) принимают наибольшей в пределах каждого участка (по эпюре напряжений в бетоне).

28. Анкерные болты работают на растяжение и воспринимают усилие,

отрывающее базу от фундамента и возникающее при действии момента. Усилие в анкерных болтах определяют в предположении, что бетон не работает на растяжение и растягивающая сила Fa, соответствующая растянутой зоне эпюры напряжений, полностью воспринимается анкерными болтами.

Исходя из уравнения равновесия сил относительно центра тяжести сжатой зоны бетона , усилие в анкерных болтах (с одной стороны базы) Fn=(M—Na)/у и требуемая площадь сечения одного анкерного болта A^б_нт=Fа/nR_p^a (здесь а и у — размеры по рис. 14.17; n — число анкерных болтов с одной стороны базы; R_p^a — расчетное сопротивление анкерного болта). При расчете анкерных болтов необходимо принимать комбинацию нагрузок, дающую наибольшее растягивающее усилие в болтах. Исходя из условия появления растягивающих напряжений в бетоне фундамента при расчете анкерных болтов следует

учитывать временные нагрузки, для которых Если для постоянной нагрузки т. е. она разгружает анкерные болты, значения N и М следует определять при коэффициенте перегрузки для постоянной нагрузки п=0,9.

Анкерные болты закрепляют на специальных столиках (см. рис.

14.16, а) и анкерных плитках (см. рис. 14.16, б). Анкерные столики работают по консольной схеме на изгиб от усилия в анкерном болте. Анкерные плитки опираются на траверсы и работают как балка на двух опорах. При большом расстоянии между траверсами под анкерные болты устанавливают балочку из двух швеллеров.

29. Подкрановые конструкции воспринимают воздействия от различного подъемно-транспортного оборудования. Основным видом такого оборудования являются мостовые опорные и подвесные краны. Подкрановые конструкции под мостовые опорные краны (рис. 15.1) состоят из подкрановых балок или ферм 1,

воспринимающих вертикальные нагрузки от кранов; тормозных балок (ферм) 2, воспринимающих поперечные горизонтальные воздействия; связей 3, обеспечивающих жесткость и неизменяемость подкрановых конструкций; узлов крепления подкрановых конструкций, передающих крановые воздействия на колонны; крановых рельсов 4 с элементами их крепления и упоров. Основные несущие элементы подкрановых конструкций —подкрановые балки могут иметь различную конструктивную форму. Наиболее часто применяются сплошные подкрановые балки как

разрезные (рис. 15.2, а), так и неразрезные (рис. 15.2, б).

Разрезные подкрановые балки проще в монтаже, нечувствительны к осадке опор, однако имеют повышенный расход стали. Неразрёзные балки на 12—15 % экономичнее по расходу металла, но более трудоемки при монтаже из-за устройства

монтажных стыков. Кроме того, при осадке опор в них возникают дополнительные напряжения. Упругую осадку опор можно оценить коэффициентом

22. Стержень внецентренно сжатой колонны (или ее участок) должен быть проверен на прочность и устойчивость как в плоскости, так и из

плоскости рамы (см. гл. 3). Поскольку колонна не подвергается

непосредственному воздействию динамических нагрузок, ее прочность про-

проверяют с учетом развития пластических деформаций по формуле

Проверку прочности необходимо делать только для колонн, имею-

имеющих ослабленные сечения, а также при значениях приведенного эксцент-

эксцентриситета /-ni>20. В большинстве случаев несущая способность колонны

определяется ее устойчивостью.

Проверку устойчивости сплошной внецентренно сжатой колонны в

плоскости действия момента Мх (в плоскости рамы) выполняют по

формуле

Потеря устойчивости внецентренно сжатого стержня происходит в

упругопластической стадии работы материала, поэтому при проверке

устойчивости вводится коэффициент т], учитывающий степень ослабле-

ослабления сечени-я пластическими деформациями и зависящий от формы се-

сечения.

Устойчивость внецентренно сжатого стержня зависит от характера

эпюры моментов по длине стержня. Для колонн рамных систем

значения Мх принимают равными максимальному моменту на длине участка

постоянного сечения. Для других случаев значения момента

определяют поСНиП Н-23-81.

При проверке устойчивости следует рассмотреть возможные

комбинации Мх и JV (см. табл. 12.6) и выбрать из них наихудшие.

В плоскости действия момента Мх колонны имеют обычно более раз-

развитое сечение, поэтому, если 1х>1у, возможна потеря устойчивости из

плоскости действия момента (изгибно-крутильная форма потери устой-

устойчивости).

Проверку устойчивости из плоскости действия момента выполняют

по формуле