Принципиальные схемы конструкций

Категория:
Алюминиевые сплавы


Принципиальные схемы конструкций

Специфические особенности алюминиевых сплавов исключают возможность механического перенесения при проектировании сооружений из этого материала конструктивных форм, свойственных стальным конструкциям. Опыт проектирования свидетельствует о необходимости применения в этом случае специальных мер, обеспечивающих полное использование несущей способности материала и необходимые эксплуатационные качества выполненных из него конструкций. Эти меры в первую очередь связаны с решением принципиальных схем конструкций в целом, правильным выбором формы несущих элементов, а также правильным назначением основных размеров этих элементов.

Выбор статических схем крановых металлоконструкций из алюминиевых сплавов основывается на необходимости обеспечения:
— должной прочности, жесткости и устойчивости сооружения и всех его несущих элементов с учетом низкого модуля упругости применяемого материала;
— создания экономичных решений, позволяющих максимально снизить расход дорогостоящих сплавов, уменьшить трудоемкость изготовления конструкций и расходы, связанные с их последующей эксплуатацией.

С целью повышения жесткости крановых металлоконструкций из алюминиевых сплавов, помимо развития размеров основных элементов, могут быть рекомендованы следующие решения.

В сквозных конструкциях рационально применение многорешетчатых систем (крестовой, ромбической и др.), позволяющих увеличить их жесткость.

Деформативность крановых стрел может быть существенно сокращена и в результате перехода на листовые конструкции замкнутого сечения. Большого внимания заслуживает образование подобных конструкций из перфорированных листов, усиленных в месте расположения отверстий обечайками. Наряду с обеспечением достаточной жесткости, в этом случае может быть достигнута и определенная экономия металла. В связи с повышенной деформативиостью стреловых конструкций из алюминиевых сплавов их расчет следует производить по деформационной схеме с учетом нелинейного изменения прогибов и изгибающих моментов от продольной силы.

При проектировании портальных и козловых кранов, а также перегрузочных мостов перспективно применение рамных систем с жестким креплением ног. Такое решение позволяет существенно повысить общую жесткость конструкции по сравнению с распространенными в стальном исполнении системами с одной шарнирной и одной жесткой ногами. Опыт проектирования портального крана институтом «Проекстальконструкция» показывает, что жесткое сопряжение обоих ног крана не приводит к увеличению горизонтального давления на рельсы. Возникающий в этом случае распор компенсируется передачей горизонтальных сил обоими ногами крана.

Целесообразными по условию обеспечения необходимой вертикальной жесткости являются также комбинированные системы. Для главных балок мостовых кранов грузоподъемностью 5—15 т достаточно эффективными, в частности, могут быть шпренгельные балки, экономичные и по расходу материала. Увеличение строительной высоты конструкции, связанное с применением этих балок, сравнительно невелико и не может явиться причиной отказа от их применения.

Дальнейшее повышение жесткости комбинированных систем возможно за счет применения гибких арок или затяжек, выполненных из стали. Экспериментальное исследование шпренгельных балок, проведенное во ШШИПТМАШе, установило, например, что переход к затяжке из стали Ст. 3 позволил снизить прогиб балки посередине пролета примерно на 20%.

В конструкциях, протяженных по длине (монорельсовые пути, конвейеры и т. п.), с целью снижения де-формативности может быть рекомендовано применение неразрезных систем.

По условию снижения расхода легких сплавов при выборе принципиальных схем крановых металлоконструкций предпочтительней решения, обеспечивающие максимальную концентрацию материалов. С этой точки зрения в крановых мостах прежде всего целесообразен переход от двухбалочных к достаточно развитым одно-балочным конструкциям. Эффективность таких решений обусловливается сведением к минимуму стенок или решеток, мало используемых по несущей способности материала, а также возможностью (при достаточной ширине балок) отказа от площадок. Исходя из этих же соображений, для крановых мостов явно нецелесообразными являются решения, предусматривающие наличие, как правило, малонапряженных, вспомогательных ферм.

К перспективным по расходу металла относятся предварительно напряженные конструкции. Решения такого типа в большей степени применимы для главных балок крановых металлоконструкций. Использование в качестве напрягающего элемента этих балок стальных затяжек может представлять несомненный интерес и с точки зрения обеспечения необходимой вертикальной жесткости конструкции. Применение предварительного напряжения относительно более эффективно в конструкциях большой грузоподъемности и пролета.

Серьезного внимания при проектировании крановых металлоконструкций из алюминиевых сплавов заслуживает вопрос о сведении к минимуму малонапряженных элементов и соединительных деталей. Исходя из этого, во всех случаях, когда отказ от площадок (рабочих и троллейных) невозможен по эксплуатационным условиям, их размеры должны быть предельно сокращены.

Уменьшение числа соединительных деталей достигается максимальным укрупнением монтажных элементов конструкций. Оно позволяет резко снизить строительный коэффициент, а также стоимость изготовления конструкции и последующих монтажных работ.

Обеспечение необходимой жесткости и устойчивости, а также снижение веса конструкций, как отмечено ранее, во многом зависит от правильного выбора формы основных несущих элементов. Имея это в виду, при проектировании крановых металлоконструкций в полной мере должны быть использованы возможности, связанные с простотой прессования из алюминиевых сплавов полуфабрикатов разнообразного сечения. Форма сжатых элементов устанавливается прежде всего из условия обеспечения их общей и местной устойчивости.

Наиболее целесообразными являются достаточно развитые тонкостенные замкнутые (трубчатые) профили различного очертания. С целью создания необходимой местной устойчивости при прессовании профилей этого типа можно предусматривать продольные ребра жесткости.

Стоимость прессованных полуфабрикатов трубчатого сечения в решетчатых конструкциях относительно более высока, поэтому могут найти применение и элементы незамкнутого сечения. Широкого распространения в этом случае заслуживают различного типа профили с бульбами. Гнутые профили могут найти применение при отсутствии возможности получения прессованных профилей необходимой конфигурации или размера. В открытых профилях этого типа для обеспечения местной устойчивости необходимо предусматривать соответствующие отбортовки, а при воздействии крутящих моментов — планки, соединяющие ветви сечения.

В качестве настилов различного рода площадок целесообразно применение тонких (толщиной 2 мм) гофрированных листов.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум