ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Опыт эксплуатации и натурные обследования сварных подкрановых балок показывают, что наиболее часто подвергается повреждениям верхняя часть стенки, непосредственно примыкающая к поясу. Это объясняется в первую очередь тем, что в указанных местах стенки развивается сложное напряженное состояние, характеризующееся наличием довольно существенных по величине местных нормальных напряжений от давления колеса крана и дополнительных напряжений от изгиба стенки, возникающих при кручении верхнего пояса в случае внецентренного расположения рельса на балке.

Разработанная на кафедре металлических конструкций ННГАСУ методика уточненного расчета балок с учетом влияния местных напряжений была использована при разработке проекта усиления подкрановых балок в цехе тяжелых паровых молотов АО «ГАЗ» с проведением натурного эксперимента.

Экспериментальные деформации определялись с помощью «дельта»-розеток проволочных преобразователей, установленных в наиболее характерных местах по высоте стенки, а также линейных датчиков на полках балки. Всего было установлено 20 тензодатчиков с базами 10 мм, омическим сопротивлением 200 ом и коэффициентом чувствительности 2,18. Прогиб балки фиксировался с помощью прогибомера Максимова. Загрузка балок осуществлялась от системы двух сближенных мостовых кранов грузоподъемностью в 10 и 15т с максимальными грузами и минимальным приближением грузовой тележки к оси колонны. Для регистрации местных деформаций использовалась коммутационная аппаратура, включая осциллограф Н-102 и усилитель ТЛ-А с записью показаний приборов на фотопленку.

На основании обработки результатов натурного испытания и теоретического исследования работы балок в условиях их эксплуатации было установлено, что применяемая ранее в СНиП ii-В.3-63 проверка прочности стенки на местное смятие давала завышение несущей способности по сравнению с опытом до 27%. Это возможно объясняется отсутствием в формуле сминающей компоненты напряжения_у которая практически всегда имеет место при локальных нагрузках, а также неучетом изменения коэффициента Пуассона при переходе материала из упругой стадии в пластическую.

Расчеты, выполненные по рекомендациям п. 13-34 ^х действующего СНиП ii-23-81*, давали превышение теоретических данных с экспериментальными порядка до 20%. В некоторой степени расхождение результатов в данном случае можно объяснить принятой упрощенной оценкой местных локальных напряжений_loc1хи_loc1ху,а также не четом в расчетах частичной неразрезности балок на опорах, и невозможностью в натурном эксперименте (по технологическим причинам) максимально приблизить крановую тележку с грузом к оси подкрановой балки.

Суммарные теоретические напряжения в сжатой зоне стенки от общего изгиба и локальные напряжения в зоне давления колеса крана направлены вдоль оси балки, хорошо согласовались с данными опыта, имея расхождение не более 6%. Величина конструктивной поправки для поясов балки составляла 0,83. Фактический эксцентриситет оси кранового рельса, равный 23 мм и завышающий нормативный на 8 мм, практически не оказал существенного влияния на увеличение дополнительных напряжений от изгиба стенки. Натурный прогиб, замеренный в середине пролета балки, оказался ниже теоретического на 23% и порядка в три раза менее допускаемого по СНиП 2.01.07-85*.

В целом, по результатам натурного испытания и теоретического анализа можно констатировать, что существующие методики расчета стальных подкрановых балок на прочность и жесткость в достаточной мере гарантируют их требуемую эксплуатационную надежностью. Полученные результаты позволили принять более грамотные решения при реконструкции подкрановых конструкций в условиях данного производства.