Узловое соединение подкрановых балок с колоннами

 

Изобретение относится к металлическим конструкциям черной и цветной металлургии, преимущественно с тяжелым режимом работы кранов. Узловое соединение подкрановых балок с колоннами содержит подкрановые балки с наклонными опорными ребрами, которые опираются на ступенчатые колонны. Верхние пояса смежных подкрановых балок соединены друг с другом симметричными относительно рельса пятизвенными серьгами. Эти серьги состоят из центрального звена и двух пар внешних, образующих проушины, надетые на центральное звено. Проушины охватывают верхний пояс левой и правой балок сверху и снизу и соединены с поясом подкрановой балки посредством болта, который введен внутрь проушин и отверстия в верхнем поясе. Подкрановые балки опираются на пространственный клин-фиксатор, ориентированный сужением вверх и взаимодействующий боковыми наклонными гранями с опорными ребрами. Пространственный клин-фиксатор опирается нижним наклонным поперек пути основанием на рихтующий клин, соединенный по горизонтали регулировочными шпильками с частью колонны, а по вертикали соединен анкерными болтами с плитой колонны. На опорных ребрах балки закреплены направляющие упоры, фиксирующие балку по отношению к пространственному клину-фиксатору. Верхний пояс подкрановой балки поддерживают снизу кольцевые амортизаторы. Технический результат - повышение долговечности данного узлового соединения и снижение материалоемкости подкрановых балок, а также снижение трудоемкости их монтажа и рихтовки. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к металлическим подкрановым конструкциям черной и цветной металлургии преимущественно с тяжелым режимом работы кранов (8К, 7К).

Известны узловые соединения разрезных и неразрезных подкрановых балок, выполненные с использованием монтажной сварки, в том числе и трудновыполнимой потолочной [1, с.200, рис.10.31].

Примем это решение за аналог. Недостатки аналога следующие: низка долговечность соединения [2, с. 133, рис.111.23], так как концентрация напряжений достигает четырех единиц [3, с. 138, табл.1.51]; высока материалоемкость подкрановых балок, так как применена разрезная схема их опирания на колонны; высока трудоемкость монтажа, так как применена ручная сварка, в том числе и потолочная; невозможна рихтовка подкрановых балок без срезки неразъемных соединений.

Технический результат изобретения - повышение долговечности узлового соединения, снижение материалоемкости подкрановых балок и снижение трудоемкости их монтажа и рихтовки.

Он достигнут тем, что узловое соединение подкрановых балок с колоннами содержит подкрановые балки с наклонными опорными ребрами, опирающиеся на ступенчатые колонны. Верхние пояса смежных подкрановых балок соединены друг с другом симметричными относительно рельса пятизвенными серьгами, состоящими из центрального звена и двух пар внешних, образующих проушины, надетые на центральное звено.

Проушины охватывают верхний пояс левой и правой балок сверху и снизу и соединены с поясом посредством болта, введенного внутрь проушин и отверстия в верхнем поясе.

Между опорных ребер смежных балок введен снизу пространственный клин-фиксатор с сужающимися вверх боковыми гранями, взаимодействующими с ответными наклонными ребрами балок и опирающийся наклонным поперек пути основанием на рихтующий клин, соединенный по горизонтали регулировочными шпильками с верхней частью колонны.

Пространственный клин-фиксатор по вертикали соединен анкерными болтами с плитой колонны.

Напрягают и рихтуют узел следующим образом. В створе на уступе каждой из колонн устанавливают в проектное положение пространственный клин-фиксатор, регулируя его высоту и положение в плане посредством рихтующего клина и регулировочных шпилек.

Первую подкрановую балку монтируют без пятизвенных серег. На очередной монтируемой подкрановой балке заранее закрепляют пятизвенную серьгу, и в момент зависания конца балки над пространственным клином-фиксатором серьгу соединяют с верхним поясом уже смонтированной балки. При дальнейшем опускании балки ее опорные ребра взаимодействуют с пространственными клиньями-фиксаторами, и она занимает проектное положение.

Таким образом, монтируют все балки ряда. Затем производят преднапряжение узлов сопряжения. Для этого в зазор между поясом верхней части колонны и рихтующим клином вкладывают гидродомкрат и, вдавливая рихтующий клин 7 под пространственный клин-фиксатор 6, заклинивают последний между опорными ребрами подкрановых балок, фиксируя их в проектном положении и превращая разрезной подкрановый путь в неразрезной. В последнюю очередь контрят гайки на рихтующих горизонтальных шпильках и затягивают анкерные болты.

Сопоставление с аналогом показывает, что заявленный узел сопряжения подкрановых балок с колоннами отличается тем, что верхние пояса смежных балок соединены друг с другом пятизвенными серьгами, а между опорных ребер балки введен пространственный клин-фиксатор, под который вдавлен рихтующий клин. Монтаж балок осуществлен безвыверочным способом.

Таким образом, заявленный узел сопряжения существенно отличается от аналога.

На фиг.1 и 2 показано узловое соединение подкрановых балок с колоннами.

Узел содержит подкрановые балки 1 с наклонными опорными ребрами 2, соединенными со стенкой балки фрикционными шпильками. Фрикционные шпильки аналогичны фрикционным болтам и также затягиваются с гарантированным натягом и обеспечивают сдвигоустойчивость соединения. Верхние пояса 3 смежных балок 1 соединены друг с другом вертикальными болтами 4 и пятизвенными серьгами 5, размещенными относительно рельса (не показан). Каждая из серег 5 содержит центральное звено а, на которое надеты две пары внешних звеньев, образующих проушины в, охватывающие верхний пояс 3 сверху и снизу и соединенные с ним посредством болта 4, введенного в проушины в и отверстие в верхнем поясе 3 балки 1.

Подкрановые балки 1 опираются на пространственный клин-фиксатор 6, ориентированный сужением вверх и взаимодействующий боковыми наклонными гранями с опорными ребрами 2. Пространственный клин-фиксатор 6 опирается нижним наклонным поперек пути основанием на рихтующий клин 7 и соединен горизонтальными регулировочными шпильками 8 с верхней частью колонны 9. Рихтующий клин 7 также соединен с колонной 3 в горизонтальной плоскости регулировочными шпильками 10 и опирается на плиту 11 консоли колонны.

Пространственный клин-фиксатор 6 соединен с плитой 11 анкерными болтами 12. На опорных же ребрах балки 1 закреплены направляющие упоры 13, фиксирующие балку 1 по отношению к пространственному преднапрягающему клину-фиксатору 6. Контактирующие поверхности клиньев 6 и 7, а также опорных ребер 2 фрезерованы. Подкрановая балка 1 соединена с верхней частью 9 колонны упругой клеммой 14. Под клемму подложена низкомодульная подкладка 15, например, из антисептированной древесины. Верхний пояс подкрановой балки поддерживают снизу кольцевые амортизаторы 16.

Монтаж производится в следующей последовательности. На плите 11 консоли колонны 9 устанавливают рихтующий клин 7 и соединяют его регулировочной шпилькой 10 с верхней частью колонны 9. На рихтующий клин 7 сверху устанавливают пространственный клин-фиксатор 6, соединяют его регулировочными шпильками 8 с верхней частью колонны и регулировочными шпильками 8 и 10 устанавливают его в проектное положение.

Безвыверочным способом монтируют все подкрановые балки ряда, соединяя их верхние пояса посредством пятизвенных серег 5 и болтов 4.

В зазоре между верхней частью колонны 9 и рихтующим клином 7 устанавливают гидродомкрат и, вдавливая рихтующий клин 7 под пространственный клин-фиксатор 6, заклинивают последний между опорными ребрами 2 балок 1, преднапрягая всю конструкцию в проектном положении.

В случае неравномерной осадки колонн 9 рихтовку производят, ослабляя анкерные болты 12 и вдавливая рихтующий клин 7 под пространственный клин-фиксатор 6.

Экономический эффект возник из-за следующего: - повышена долговечность узлового соединения, так как концентрация напряжений в узле снижена в 2,5 -3 раза; - снижена материалоемкость подкрановых балок, так как они стали неразрезные, а пролетный изгибающий момент уменьшен почти в 2 раза; - снижена трудоемкость монтажа и рихтовки подкрановых конструкций, так как обеспечен безвыверочный монтаж подкрановых балок; - ускорен процесс монтажа и рихтовки, так как соединения быстроразъемные и обеспечена механизация монтажа.

Источники информации 1. Металлические конструкции. Справочник проектировщика./ Под ред. Н.П. Мельникова. - М.: Стройиздат, 1980.

2. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий. Кикин А.И., Васильев А.А., Кошутин Б.Н. и др.; Под общ. ред. Кикина А. И.- 2-е изд. переработ. и дополн.- М.: Стройиздат, 1984.

3. Справочник по кранам: В 2 т. T.I. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций. Под общ. ред. Гохберга М.М.- М.: Машиностроение, 1988.

Формула изобретения

Узловое соединение подкрановых балок с колоннами, содержащее подкрановые балки с наклонными опорными ребрами, опирающиеся на ступенчатые колонны, отличающееся тем, что верхние пояса смежных подкрановых балок соединены друг с другом симметричными относительно рельса пятизвенными серьгами, состоящими из центрального звена и двух пар внешних, образующих проушины, надетые на центральное звено, причем проушины охватывают верхний пояс левой и правой подкрановых балок сверху и снизу и соединены с поясом подкрановой балки посредством болта, введенного внутрь проушин и отверстия в верхнем поясе, при этом между опорными ребрами смежных подкрановых балок введен снизу пространственный клин - фиксатор с сужающимися вверх боковыми гранями, взаимодействующими с ответными наклонными ребрами балок, и опирающийся наклонным, расположенным поперек пути основанием на рихтующий клин, соединенный в горизонтальном направлении регулировочными шпильками с частью колонны, при этом пространственный клин-фиксатор по вертикали соединен анкерными болтами с плитой колонны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2