Определение расчетных усилий. Расчет сплошных подкрановых балок производится в основном так же, как и сплошных балок, несущих статическую нагрузку, но с учетом ряда особенностей.
Определение расчетных моментов и поперечных сил от крановой нагрузки может производиться либо по линиям влияния от установки двух спаренных кранов (за исключением кранов легкого режима, когда в расчет может вводиться один кран), либо путем построения эпюр моментов и поперечных сил от наиневыгоднейшей установки грузов.
Для определения наибольшего изгибающего момента следует установить грузы таким образом, чтобы середина балки находилась на одинаковом расстоянии от равнодействующей всех грузов и от ближайшего к ней груза; под этим грузом и действует наибольший момент.
Для определения максимальной поперечной силы (опорной реакции) необходимо установить один из грузов над опорой, а остальные расположить как можно ближе к ней. Установка кранов для определения усилий от действия вертикальных, а также от действия горизонтальных сил должна быть одна и та же.
Влияние собственного веса конструкции подкрановой балки (включая вес рельса и тормозной балки), а также возможной временной вертикальной нагрузки на тормозной балке (обычно принимаемой равной 200 кг/м2) учитывается либо по весам ранее спроектированных аналогичных балок, либо вследствие незначительности этого влияния путем увеличения значения изгибающих моментов и поперечных сил от кранов (Мк и Qк) умножением на коэффициенты а1 и а2, приведенные в таблице*.
Значения коэффициентов α1 и α2
| Пролет балки в м | 6 | 12 | 15 | 18 и более |
| α1 (для Мк) | 1,03 | 1,05 | 1,06 | 1,07 |
| α2 (для Qк) | 1,02 | 1,04 | 1,06 | 1,06 |
Подбор сечений. Подбор сечения сплошной подкрановой балки производится аналогично подбору сечений составных балок, рассчитываемых под статическую нагрузку.
Требуемый момент сопротивления (Wбр для сварных балок и Wнт для клепаных) определяют, исходя из расчетного сопротивления, уменьшенного на 100 — 200 кг/см2. Это делают потому, что в верхнем поясе балки, работающем одновременно на горизонтальные силы торможения, возникают дополнительные напряжения от этих сил.
Наметив размеры сечения подкрановой и тормозной балок определяют его геометрические характеристики относительно горизонтальной и вертикальной осей: моменты инерции, моменты сопротивления и т. п., после чего проверяют балку на прочность.
Проверка сплошной подкрановой балки на прочность производится по формулам:
Здесь М — расчетный момент от вертикальной крановой нагрузки;
Мт — расчетный момент от горизонтальных тормозных сил;
Wвнт — момент сопротивления нетто для верхнего волокна балки (в сварных балках в верхнем поясе также бывают отверстия, необходимые для болтов, прикрепляющих крановый рельс к балке при помощи лапок);
Wннт — момент сопротивления нетто для нижнего волокна балки (для сварных балок принимается Wбp);
Wт — момент сопротивления (относительно вертикальной оси) тормозной балки, состоящей из верхнего пояса балки, горизонтального листа и крайнего окаймляющего пояса (фигура Типы оплошных подкрановых балок), а в случае отсутствия тормозной балки — одного только верхнего пояса балки.
Подкрановые балки с усиленным верхним поясом (без тормозной балки) проверяются на общую устойчивость по формуле
При определении коэффициентов φб за ширину b принимают ширину усиленного верхнего пояса.
* КТИС, Стальные конструкции одноэтажных промышленных зданий, под редакцией доц. С. М. Тубина, Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1952.
«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов