Полезные нагрузки

СТАТЬЯ

ГЛАВА III

НАГРУЗКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

§ 4. ПОЛЕЗНЫЕ НАГРУЗКИ

Полезные нагрузки, для восприятия которых возводится сооружение, тесным образом связаны с назначением сооружения. При строительстве промышленных сооружений, строительстве складов и ангаров или гражданских зданий основными полезными нагрузками являются:

1) нагрузки перекрытий;

2) нагрузки крановых путей.

1. Нагрузки перекрытий

Полезные нагрузки перекрытий определяются согласно нормам и стандартам по монтажу металлоконструкций ОСТ 90057 — 40, согласно которому принимаются величины, указанные в табл. 2.

Примечания. 1. Нагрузки даны без учета веса перегородок. Вес перегородок учитывается только при расчете тех балок, на которые опираются перегородки. Вместо этого в случаях, когда предусматривается остановка легких (дощатых штукатурных, гипсовых и т. п.) перегородок, допускается при расчете перекрытий для помещений, указанных в пп. 2 и 3, увеличение полезной равномерно распределенной нагрузки на 50 кг/м2; указанное увеличение нагрузки не распространяется на колонны, стены и фундаменты и не производится дли помещений, указанных в (пп. 5, 7, 8 и 9.

2. Нагрузки на перекрытия для помещений, указанных в пп. 2, 3, 5 и 7, даны с учетом веса обычного оборудования.

Кроме того ОСТ вводит динамические коэфициенты при действии уравновешенных машин и кранов от 1,1—1,3. При ударах и действии неуравновешенных машин динамический коэфициент повышается до 1,3—1,5.

При одновременной загрузке нескольких этажей (строительство промышленных объектов, заводов, жилых домов) нагрузка последующих этажей уменьшается. Принимается снижение нагрузки согласно табл. 3.

2. Нагрузки крановых путей

Нагрузки  крановых путей разнообразны и обычно учитываются при проектировании, а также  при изготовлении их на заводе металлоконструкций. Наиболее распространенными являются мостовые электрические краны согласно ОСТ 6769.

Схемы нагрузок от мостового крана представляют собой на каждом пути две тележки с одним-четырьмя колесами в каждой в зависимости от веса крана, так что кран на каждом пути имеет от двух до восьми колес.

Подкрановая балка рассчитывается на два сближенных крана в предположении их совместной работы, если нет указаний о противном. Нагрузка эта является основной и её надо учитывать при монтаже металлоконструкций для  подкрановой балки. Большее число кранов является уже случайной нагрузкой.

Таким образом подкрановые балки работают обычно на некоторый поезд грузов от 4 до 16 колес. Расстояния между осями разнообразны и зависят от числа осей в тележке.

Все это делает расчет подкрановых балок трудоемким процессом в  производстве металлоконструкций, изготовление и монтаже. Для упрощения расчета полезно введение эквивалентных нагрузок, т. е. таких равномерно распределенных по пролету балки нагрузок, которые по своему воздействию эквивалентны воздействию данной системы сосредоточенных грузов (например давлению колес кранового поезда). Очевидно, эквивалентная нагрузка может быть определена из равенства (например дли момента по середине пролета балки).

где Мр—момент от сосредоточенных грузов, или вообще:

где Ω — площадь линии влияния,

η— ординаты линии влияния под грузами Р.

Эквивалентные нагрузки являются функциями пролета. Для крановых нагрузок они вычислены Промстройпроектом и помещены в справочнике по металлическим конструкциям, который очень широко используют в расчетах при производстве металлоконструкций, а также их  монтаже. Эквивалентные нагрузки весьма удобны также для сравнения воздействия кранов [18].

Динамическое воздействие кранов в настоящее время еще мало изучено и оценивается одним общим динамическим коэфициентом порядка 1,10, на который умножается статическое давление колеса крана, для получения расчетного давления.

Судя по весьма немногочисленным опытным исследованиям этот коэфициент может быть принят в качестве среднего коэфициента; он зависит от грузоподъемности и типа монтажа металлоконструкции самого крана. Для обычных крановых мостов большой грузоподъемности (100—200 т) коэфициент этот, повидимому, велик, и здесь можно было бы ограничиться цифрой 1,05. Для легких кранов, менее затратными в металлоконструкций изготовление и монтаж  (20—60 т) он несколько мал, и здесь безопаснее взять 1,201 [4,5].

Динамическое воздействие кранов состоит:

а) из ударного воздействия, получающегося в результате неисправностей пути и колес, обычно незначительного;

б) резонансного, от неуравновешенности механизмов движения кранов, повышающего динамические коэфициенты малых кранов.

Небольшой пролет подкрановых балок и небольшая скорость движения кранов делают эти воздействия незначительными.

Кроме вертикальных динамических воздействий, весьма небольших, краны оказывают достаточно существенные горизонтальные воздействия при торможении, поперечном по отношению к подкрановым балкам, когда тормозит тележка с грузом по крановому мосту, и продольном, когда тормозит весь крановый мост.

Силы торможения зависят от замедления торможения. Наибольшее возможное торможение равняется коэфициенту сцепления или трения колеса по рельсу. Этот коэфициент берется 1/7 или 0,15, а при не вполне сухих рельсах — 1/10; по нашим нормам коэфициент сцепления принимается 1/10.

Силы торможения проявляются на тормозных колесах и равняются вертикальному давлению колеса умноженному на коэфициент торможения. Таким образом наибольшая силы поперечного торможения равняется:

где

Q0—вес груза;

QТ — вес тележки;

n0 — число всех колес тележки;

n — число тормозных колес тележки.

Сила поперечного торможения недостаточна, чтобы вывести из состояния равновесия крановый мост, так как она меньше силы трения на колесах кранового моста поперек рельса. Поэтому сила поперечного торможения распределяется на оба конца кранового моста.

Помимо торможения крановые мосты оказывают на крановые пути и балки горизонтальные давления от перекосов крана, получающихся в результате неодинаковости колес кранового моста и забегания одной стороны моста относительно другой. Давления эти могут быть достаточно значительны — в несколько раз превосходящими силы поперечного торможения. При узкой базе кранового моста малой грузоподъемности они могут превосходить силы поперечного торможения до 10 раз [5]. Но и в тяжелых 200-т кранах силы поперечного перекоса в 3 раза превосходят торможение [5].

Для того чтобы компенсировать это явление, проект ОСТ 7626 предполагает передавать тормозную силу только на одну колонну, т. е. увеличивает их в 2 раза: однако это увеличение, как мы видим, недостаточно.

Несмотря на большое значение силы перекосов, она до сих пор не учитывается в расчете. В этом большое упущение ТУ проектирования.

Наибольшая сила продольного торможения на какой-либо стороне кранового моста равняется:

где А — наибольшее давление крана на подкрановую балку;

n0‘—число колес на подкрановой балке;

n’—число тормозных колес на одной стороне моста.

Для определения давления А нужно тележку с грузом поместить в невыгоднейшее, наиболее близкое к опоре, положение и определить опорную реакцию А кранового моста (фиг. 83).

Пример 5. (фиг. 83). Определить инерционные усилия кранового моста грузоподъемностью Q0=20 т и пролетом l = 20 м; мост на каждом пути имеет два колеса; из них одно тормозное.

Наименьшее расстояние от тележки до оси колеса z=1,25 м. Вес кранового мостя Qм=12 т; тележка QT=6 т, имеет четыре колеса, из которых два тормозных.

Решение. Наибольшее статическое давление на подкрановую балку:

а динамическое:

Поперечное торможение по формуле (3):

а продольное торможение по формуле (4):

Если нашли ошибку то выделите 2-3 слова и нажмите Ctrl+Enter

Отправить ответ

avatar

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: