Руководство по проектированию стальных подкрановых конструкций
Обновлено: 18.05.2024
РУКОВОДСТВО
по оценке технического состояния стальных подкрановых конструкций
Зам. директора АООТ ВНИИПТМАШ
"26" декабря 1999
Директор ЦНИИПСК им. Мельникова
д.т.н., профессор, член-корр.
Российской инженерной Академии
"20" декабря 1999 г.
Директор государственного проектного института Сибпроектстальконструкция
"10" декабря 1999 г.
* Брак оригинала. - Примечание изготовителя базы данных.
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее "Руководство по оценке технического состояния стальных подкрановых конструкций" основано на результатах исследований последних лет фактической работы подкрановых конструкций, практическом опыте работы Специализированных проектных организаций, связанных с увеличением эксплуатационного ресурса подкрановых конструкций, совершенствованием методов проверочных расчетов.
Руководство является эксплуатационно-рекомендательным документом.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
Государственным проектным институтом "Сибпроектстальконструкция" (г.Новокузнецк),
ООО "Экспертиза металлоконструкций" (г.Москва).
Белый Г.И. - д.т.н., профессор
Зензинов В.Н. - инженер
Крылов И.И. - д.т.н., профессор
Кандаков Г.П. - к.т.н.
Конаков А.И. - к.т.н.
Липатов А.С. - к.т.н.
Сабуров В.Ф. - к.т.н.
Тиков А.В. - инженер
Щербаков Е.А. - инженер
Евдокимова Э.В. - инженер
2. Приняли участие в редактировании:
Институт ЦНИИПСК им.Мельникова (г.Москва);
АООТ "ВНИИПТМАШ" (г.Москва);
Южно-Уральский государственный университет (г.Челябинск);
АП Ростовское отделение ЦНИИПСК (г.Ростов-на-Дону);
Управление Челябинского округа;
Управление Верхне-Донского округа.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее "Руководство по оценке технического состояния стальных подкрановых конструкций'' (далее Руководство) разработано в соответствии с:
СНиП II-23-81* Нормы проектирования. Стальные конструкции.
- с изменениями от 01.07.90 г.
СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.
СНиП 10-01-94. Система нормативных документов в строительстве.
Руководством по эксплуатации строительных конструкций производственных зданий промышленных предприятий. ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, 1995 г.
1.2. Руководство разработано в развитие п.6.4. Руководящего документа "Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и объектов (обследование строительных конструкций специализированными организациями)" РД-22-01-97, согласованного Госгортехнадзором России 21.12.97 г.
Руководство распространяется на подкрановые конструкции всех промышленных производств (в том числе поднадзорных ГГТН России), рекомендует порядок и последовательность выполнения работ по оценке технического состояния стальных подкрановых конструкций.
1.3. Документ предназначен и рекомендован:
для Специализированных организаций, проводящих обследования подкрановых конструкций;
для служб (лиц), предприятий, осуществляющих надзор за подкрановыми конструкциями;
для инспекционных органов Госгортехнадзора России.
2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Подкрановые конструкции под мостовые краны состоят из (Рис.1):
подкрановых балок или ферм, воспринимающих вертикальные крановые нагрузки;
тормозных конструкций, воспринимающих поперечные горизонтальные воздействия от кранов;
связей, обеспечивающих жесткость и неизменяемость подкрановых конструкций;
опорных узлов, передающих крановые воздействия на колонны;
кранового рельса с креплениями*;
* - крановый рельс с креплениями - крановый путь (СНиП 3.03.01-87) "Несущие и ограждающие конструкции".
Рис.1. Схемы нагрузок и состав подкрановых конструкций
1 - подкрановая балка;
2 - тормозная конструкция;
4 - рельс с креплениями.
2.2. Подкрановые конструкции являются элементами, участвующими в пространственной работе каркаса производственного здания. Тормозные конструкции и связи обеспечивают пространственную жесткость и неизменяемость как подкрановых балок, так и колонн, и каркаса здания в целом.
2.3. Нормативный срок службы подкрановых конструкций зависит от режима работы кранов, технологической среды и типа конструкций (Табл.1).
Нормативный срок службы подкрановых стальных конструкций до капитального ремонта или замены
Прокатные подкрановые балки
Пытаюсь его проверять всеми возможными проверками, которые нахожу в Кузнецове, в рекомендациях по проектированию и, естественно, СП. Слишком как-то все гладко проходит - и ребер не надо (местная устойчивость обеспечена с лихвой) и при расчете на усталость (выносливость) группу конструкций выбираю 1, а значит сопротивление расчетное выше.
Где-то есть подводные камни при использовании проката в качестве подкрановых малонагруженных балок, товарищи?
Ширина 250 мм необходимо для крепления рельса. Если сможете закрепить рельс на 35Ш1 то в путь - никто слова худого не скажет.
Правда перерасход материала будет минимум 20%, но если общая длина не большая, то со сварной и смысла замарачиваться нет - слишком маленькая в абсолютных цифрах экономия по материалу выходит.
gad, а что - крепление рельса к прокатным балкам сложней, чем к сварным?
Дык прокат же дешевле вроде заказывать, так что не думаю, что разница в стоимости будет существенная. Тем более, да, 60 метров балки на весь путь.
нет, просто в сварной можно сделать полки разной ширины
Дык прокат же дешевле вроде заказывать, так что не думаю, что разница в стоимости будет существенная.
Зависит от сечения. конкретно 35Ш при наличии линии будет дешевле купить лист и сварить (стоимость металла+работа+расходники и т.д.), нежели покупать прокат.
Вот и смотри какая штука получается. Считаю я на усталость эту прокатную балку - сопротивление усталости Rv большое, ибо нет шва продольного. А возьмут и сварят сварную - сопротивление усталости падает. Или спросят, прежде чем сваривать?)
ну если честно пройдет, но это тут. В другом случае может и не пройти, место на будущее довольно опасное ^_^
Сарказм это хорошо. Конечно нет не сложнее - просто сам рельс крепится либо хомутиками либо прижимными планками, да Вы это и сами прекрасно знаете. Весь вопрос в том, хватит ли для крепления выбранного Вами ширины полки.
И простите, зачем Вы считаете эту балку на усталость, у Вас разве тяжелый режим работы крана 7К-8К?
На всё считаю подряд просто.
Опыта не так много - неужели "легкие" режимы работы обеспечивают недопущение усталости? В СНиПе ни слова об этом.
В новом СП не смотрел, а в старом СНиПе это п. 13.33*. Он отсылает к п. 9.1. А там циклы должны быть больше 10^5 должны быть, так что Ваш кран на 5 тонн туда наврядли попадет.
gad, ну ладно. Тогда получается, если у меня мелкий кран, я расчитываю подкрановую балку как обычную балку и чуточку внимательней смотрю на деформации (которые для такого крана вообще довольно смешными 1/250 ограничены), а также на осадки опор?
серия 1.426.2-7 вып. 1
Балки подкрановые стальные, под мостовые опорные краны грузоподъемностью до 5т.
при 6м пролете сечением 30Ш1 и 30Ш2
чего тут странного? Рельс квадратный. приваривается к полке.
Arikaikai, Применение прокатных профилей это нормальная практика, на фига сварной если есть прокатный готовый. По поводу нагрузок и расчета, если краны не тяжелого режима, то есть не ездят почти без остановки с грузом туда сюда, то бери нагрузку от от двух колес в одной точке по середине естесно и считай по моменту, бери запас %20-30, проверяй прогиб и вперед строить
По поводу крепления рельса - самое простое и проверенное это "петушки" на выравнивающих подкладках.
__________________
Вы слишком серьезны. Улыбайтесь, господа. Улыбайтесь… (из к/ф "Тот самый Мюнхгаузен")
Угу. Только не забывайте, что на балку действует поперечная сила(в уровне в.п.) со всеми от сюда вытекающими последствиями. А на счет осадок опор раз у Вас балки разрезные то смысла учитывать это нет(можете посмотреть п. 2.16 в СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ - ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТКРЫТЫХ КРАНОВЫХ ЭСТАКАД и вообще поищите в этом пособии речь идет про осадку фундамента).
В принципе нечто подобное есть и в ограничения перемещений соседних опор в подвесных подкарновых балках.
Вообще неразрезные балки в Вашем случае скорее всего можно использовать т.к. ремонт их не вызавет каллапса в цехе. А вот в тяжелых условиях тут мягко говоря не все так просто. Экономия металла да есть, но ремонтопригодность(заменяемость) плохая(если не сказать полное гамно). У меня в городке на металлургическом цниипск такие в одном цехе запроектировали так каждый раз когда замена монтажники все матюги складывают потому что времени мало, а сделать много надо.
Расчет разрезной подкрановой балки по ф. 43 СП 16.13330
Добрый день, коллеги. Возник следующий вопрос по алгоритму расчета подкрановой балки. Для подкрановых балок проверяются прочности верхнего и нижнего поясов по отдельности (на действие М). В старых советских учебниках, справочниках проектировщика и методичках прочность нижнего пояса балки проверяли на действие только одного изгибающего момента (Мх), действующего в плоскости изгиба балки (вертикальной плоскости).
Прочность верхнего пояса балки в настоящее время проверяем по формуле 43 СП 16.13330 с учетом Му и бимомента. Необходимо ли проверять прочность нижнего пояса подкрановой балки по ф. 43 (с учетом Му и бимомента), или ограничиться только ф. 41, не приплетая лишние слагаемые. Вроде-бы логично, что в нижнем поясе усилия Му и бимомент минимальны или равны нулю? Или это не совсем так?
Два человека - два мнения. При расчете нижнего пояса существующей подкрановой балки по ф. 41. все хорошо, а по ф. 43 - нижний пояс балки перегружен. Подскажите, кто как считает, и м.б. есть какое-то официальное разъяснение на сей счет?
Или бимомент, или Му. Му даёт запас и его воспринимает исключительно верхний пояс. Независимо от разрезности.
Если извернулся и определил бимомент, то он распределяется на оба пояса.
__________________
Советов у меня лучше не просить. Потому что чувство юмора у меня развито сильнее чувства жалости.
1. Если считаешь верхний пояс на весь Му то пользуешься формулой 43 при B=0. Для расчёта нижнего пояса достаточно формулы 41
2. C бимоментом подкрановую не считал бы. Но если бы пришлось считать с бимоментом, то воспользовался бы формулой 43 для расчёта обоих поясов Мх≠0, My≠0, B≠0.
В методике расчета по известной книге Яны Мысляевой и Яковлева напряжения при наличии тормозных конструкций определяются в 5 характерных точках, с учетом моментов в обоих плоскостях и бимомента. (В нормкад реализована только упрощенная методика (точнее, по EN) расчета бимоментов при наличии тормозных конструкций). При отсутствии тормозных конструкций достаточно проверить для симметричной балки одну полку, для несимметричных двутавров - верхнюю и нижнюю, с учетом всех компонентов напряженного состояния указанных в ф. (43) СП 16.
Кстати, формула (43) СП 16 соответствует формуле (1) "Инструкции по проектированию путей внутрицехового подвесного транспорта" 1965 года, а вот формула (70) СП 16 не соответствует формуле (2) Инструкции - в СП 16 момент сопротивления во втором слагаемом берется только для верхней полки для подкрановых балок, а в Инструкции - для всего сечения. Видимо, это связано с уровнем приложения нагрузки: в первом случае - к верхнему поясу, во втором - к нижнему (хотя, к-нтом Фи_б это учитывается).
напряжения при наличии тормозных конструкций определяются в 5 характерных точках, с учетом моментов в обоих плоскостях и бимомента.
При наличии тормозных конструкций учет бимоментов в большинстве случаев - пустая трата времени. Не случайно ранее о нем для балок под краны режимов 1К-7K в нормах даже и не упоминали. А вот для балок под краны 7К в металлургических цехах и 8K косвенные требования были и есть. Так что тут вопрос учёта бимомента теоретически остается. Хотя вклад бимомента будет, скорее всего, пренебрежимо малый.
Должен получится по идее и запас, если всю тормозную силу полагать воспринимаемой только верхней полкой. Иными словами при проверке таким бразом подобранного сечения с учетом стесненного кручение с ним всё будет хорошо.
формула (70) СП 16 не соответствует формуле (2) Инструкции - в СП 16 момент сопротивления во втором слагаемом берется только для верхней полки для подкрановых балок, а в Инструкции - для всего сечения.
| 8.4.3 Расчёт на устойчивость балок крановых путей двутаврового сечения следует выполнять по формуле (70), в которой: Му - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, полностью передающийся на верхний пояс балки; Wy = Wyf - момент сопротивления сечения верхнего пояса относительно оси у - у . |
Shtirlic, Вы правы, именно так и написано, я просто не дочитал, остановившись на пункте 8.4.1. Но тогда какой смысл бимомента? И чем подкрановая балка отличается от обычной с горизонтальной силой, для которой берется полное значение момента сопротивления ?
И чем подкрановая балка отличается от обычной с горизонтальной силой, для которой берется полное значение момента сопротивления ?
- да, я вот тоже думаю - в чем разница, если сейчас в нормах для любых балок 1 класса учитываются бимоменты? Если, например, у меня по балке (по рельсам на ней) катается роботизированная сборочная станция - то это балка подкрановая или нет? Причем, в зависимости от того, как я ее классифицирую, результаты расчета по формуле (70) будут разными. Первоначально в Пособии к СНиП 81 года был пункт, аналогичный п.8.4.3 СП16, но сама формула была - без бимомента. Сейчас же как будто получается, что влияние бимомента учтено _для_подкрановых балок в ф. (70) дважды - упрощенно во втором слагаемом, и точно - в третьем.
----- добавлено через ~8 мин. -----
- книга "Стесненное кручение. Бимоменты, изгибно-крутящие моменты и моменты свободного кручения. Теория и примеры расчета стальных конструкций. Определение секториальных характеристик поперечных сечений элементов. Программа «Тонус». Определение нормальных и касательных напряжений при стесненном кручении для швеллеров, ЛСТК-профилей, двутавров и подкрановых конструкций. Расчет прочности подкрановых балок с учетом бимоментов" Авторы:Сергей Яковлев, Яна Мысляева. МГСУ 2019г. Был еще до нее второй том книги расчетов по Еврокодам, там такой же пример расчета, но по EN еще выносливость проверялась и еще что-то (забыл).
1. Тут два разных подхода для расчёта на горизонтальную силу:
а)можно считать, что верхний пояс воспринимает весь момент из плоскости, тогда бимомента нет. Представляем что, не существует стенки и нижнего пояса. Верхний пояс - это балка, которая изгибается от горизонтальной силы.
Тогда вектор горизонтальной силы не имеет эксцентриситета относительного верхнего пояса = нет кручения = нет бимомента. И вообще, верхний пояс это пластина, а в пластине B=0.
Этот подход можно использовать, например, при расчёте траверс под трубопроводы. Один из коллег рассказывал, что его прошлый главспец заставлял понижать Wy в программе в два раза.
б) считать как обычный стержень, формула 43. Горизонтальная сила воспринимается всем сечением, вектор гор. силы имеет эксцентриситет относительно ц.к. = есть кручение = есть бимомент.
2. Тут догадки.
Во-первых, подход а) удобен для ручного счёта. А бимомент считать трудновато. Просто делишь/умножаешь Wy/My на два и расчёт окончен.
Во-вторых. Часто ПБ - это сварные балки с высокой стенкой. По ощущениям(не пинайте, самому смешно), нижний пояс может не успеть включиться в работу при высокой стенке. Тут я плаваю, надо подумать.
В-третьих, недостатки снип. Снип часто использует такой подход, когда для балки требования одни, для колонны другие, для связи ещё другие. При этом разделение колонны от балки и от связи строится "по понятиям", а не по НДС.
можно считать, что верхний пояс воспринимает весь момент из плоскости, тогда бимомента нет. Представляем что, не существует стенки и нижнего пояса. Верхний пояс - это балка, которая изгибается от горизонтальной силы.
- Да, такой подход предусмотрен п.8.3.5 СП16 для бистальных балок кранов 1К-5К (причем, предусмотрен учет пластичности). Не знаю, почему его нельзя применить для моностальных обычных балок в аналогичных условиях. Но даже если расчет прочности обычной балки выполнить по формуле (60) СП16 без учета бимоментов, то нормы все равно потребуют вычисления бимоментов для ф.(70), для любой балки.
Руководство по проектированию стальных подкрановых конструкций
Читайте также: