3.5. Усиление металлических подкрановых балок

Подкрановые балки в процессе эксплуатации подвергаются сложным по сочетании нагрузкам и, как правило, изнашиваются быстрее других конструкций здания.

Усиление подкрановых балок Необходимость усиления подкрановых балок возникает, как правило, при появлении и накоплении в них недопустимых повреждений коррозионного, механического или усталостного характера.

Усиление подкрановых балок может осуществляться теми же способами, которые применяются при усилении металлических балок и прогонов работающих на изгиб:

- изменения конструктивной схемы;

- увеличения площади сечения;

- местного усиления.

Изменение конструктивной схемы может быть выполнено: - подведением дополнительных опор или подкосов;

- превращением статически определимых однопролетных балочных систем в неразрезные многопролетные;

- введением новых стержневых элементов для изменения статической схемы и превращением ее в шпренгельную систему;

- предварительным напряжением конструкции.

Подведение и установки дополнительных опор или подкосов позволяет уменьшить величину пролета и за счет этого повысить несущую способность подкрановых балок в 2-4 раза и ликвидировать прогибы. Этот способ усиления возможен при наличии свободного пространства под усиливаемой конструкцией, а также при аварийном усилении. Установку стационарных дополнительных опор необходимо осуществлять на самостоятельный фундамент.

Превращение статически определимых однопролетных подкрановых балок в неразрезные многопролетные повышает несущую способность усиливаемой системы на 15-20%. Процесс усиления должен производиться при полной или частичной разгрузке усиливаемой подкрановой балки (рис.3.34).

Рис.3.34. Усиление подкрановых балок преобразованием их

в неразрезные конструкции

1 – усиливаемая балка; 2 – металлические пластины, жестко привариваемые к концам усиливаемой конструкции

Наиболее эффективными являются варианты усиления подкрановых балок превращением их в шпренгельные системы и предварительно напряженными высокопрочными затяжками, приведенными на рис.3.35.

Шпренгельные системы изготавливаются треугольными, трапециидальными и с ломанным поясом. Передача усилий от подкрановых балок на треугольный шпренгель передается через вертикальную стойку, установленную в середине пролета, а в трапециидальных шпренгелях - через две стойки, которые размещают в местах перелома шпренгельного пояса и которые позволяют более равномерно воспринимают нагрузку.

В местах передачи усилий в балках устанавливают элементы усиления в виде поперечных ребер, которые препятствуют местному изгибу стенки балки.

Предварительно напряженные высокопрочные затяжки, как правило, устанавливают вдоль нижнего пояса подкрановых балок. Благодаря натяжению затяжек создается изгибающий момент, противоположный по знаку моменту от постоянных и временных нагрузок, что обеспечивает усиление подкрановых балок.

Затяжки могут иметь прямолинейное и ломаное очертание. В первом случае натяжения затяжки осуществляется с помощью натяжных муфт, а во втором - с помощью распорок и стяжных хомутов.

Рис.3.35. Усиление подкрановых балок шпренгельными системами (а) и предварительно напряженными высокопрочными затяжками (б)

1- вариант натяжения затяжки с помощью стяжных хомутов; 2- вариант натяжения затяжки с помощью распорок

Усиление подкрановых металлических балок способом увеличения площади сечения производят путем прикрепления на сварке или болтах к полкам или стенке балок элементов усиления в виде труб, прокатных уголков или стальных пластин (рис.3.37). Для эффективного использования металла элементы усиления целесообразно располагать симметрично.

При небольшом (до10 т) увеличении крановых нагрузок усиливается только верхний пояс подкрановой балки, а при большом - верхний и нижний пояса. При недостаточной прочности и устойчивости стенки осуществляют усиление стенки и нижнего пояса балки.

Рис.3.37. Усиление подкрановых металлических балок способом

увеличения сечений

1- усиливаемый элемент; 2- элемент усиления; 3- ребро жесткости