Блог Шаблон

---

Электронный журнал

Предотвращение аварий зданий и сооружений

НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ УЗЛОВ ПОДКРАНОВО-ПОДСТРОПИЛЬНЫХ ФЕРМ

Накопленный с годами материал наблюдений за техническим состоянием подкраново-подстропильных ферм (ППФ) позволяет сейчас судить об эффективности принятых инженерных решений в проектировании ППФ. Выявленные повреждения и дефекты, а также современные методы диагностирования и программно-вычислительные комплексы дают представление о фактическом напряжённо-деформированном состоянии конструкции ППФ.

 

До настоящего времени в конструкции ППФ недостаточно изученной остаётся работа узлов сопряжения решётки с нижним поясом. Подтверждением этому является возникновение трещин в зоне сопряжения прорезных фасонок с верхним поясом и опорной диафрагмой по сварному шву и околошовной зоне уже в первые годы эксплуатации этих конструкций. Длина таких трещин достигает порой размеров, равных длине самого сварного шва. Устранение таких трещин является трудоёмким процессом.

 

При проектировании ППФ руководствуются методикой, разработанной ЦНИИ «ПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ» им. Мельникова, а также СНиП II-23-81 «Стальные конструкции» (п.13.29-13.35).

 

Недостатки существующих методов расчёта ещё в 80-х годах отметил в своих исследованиях Б.Б. Лампси.

 

Так при расчёте ППФ на вертикальную нагрузку от четырех кранов (по два крана наибольшей грузоподъемности в каждом пролете) и на поперечную горизонтальную нагрузку от двух кранов усилия в элементах определялись:
– осевые усилия по шарнирной схеме;
– момент и поперечная сила в нижнем поясе от вертикальной нагрузки как в балке на упруго податливых опорах.

 

Такой подход, казалось бы, упрощает задачу расчета, т.к. обеспечивает минимальную статическую неопределимость системы. Однако анализ проектов и реализованных конструкций показывает, что узловые соединения как в примыкании решетки к ездовым поясам, так и в остальных узлах практически обладают значительной изгибной жесткостью в плоскости системы.

 

Нижний пояс подкраново-подстропильной фермы представляет собой тонкостенный стержень переменной толщины замкнутого коробчатого сечения, который работает на растяжение, изгиб в двух плоскостях и стесненное кручение. Расчет таких элементов выполнялся в соответствии с общей теорией тонкостенных стержней. При определении крутящих воздействий и момента от горизонтальных поперечных сил жесткость решетки не учитывалась, и нижний пояс рассматривался как тонкостенный стержень с длиной, равной пролету фермы. В действительности же горизонтальные линейные смещения и угловые смещения этого пояса неизбежно вовлекают в работу элементы решетки. Последние испытывают при этом изгиб из плоскости системы и кручение, оказывая в свою очередь поддерживающее влияние на ездовой пояс, уменьшая его смещения и, соответственно, усилия и напряжения.

 

Кроме этого, было отмечено, что имеется острая необходимость в разработке методов учета концентрации напряжений в конструкциях различного вида и в первую очередь воспринимающих значительные локальные нагрузки. Так подкраново-подстропильные фермы (ППФ), имеющие ездовые пояса в виде тонкостенных стержней коробчатого сечения, попадают под требования п.13 СНиП II-23-81, который предписывает учёт местных напряжений, но на практике отсутствуют достаточно точные теоретические расчётные методы определения этих напряжений. В настоящее время эту задачу можно решить пространственным расчётом, выполненным в программно-вычислительных комплексах типа SCAD или ANSYS. Преимущество пространственного расчёта заключается в том, что имеется возможность получить объёмную картину полей напряжения и деформаций опорных узлов и сопоставить полученную информацию с существующими на сегодняшний день исследованиями фактического напряжённо-деформированного состояния (основным методом исследования фактического напряжённо-деформированного состояния являются тензометрические измерения. К косвенным методам можно отнести метод магнитной памяти металла).

 

ЧИТАТЬ СТАТЬЮ ПОЛНОСТЬЮ

<<Назад