[vegas]

В подкрановых балках 12м образовались трещины в околошовной зоне приварки верхнего пояса. Режим работы кранов 8К. Расчет проходят. В чем причина?

[Ильнур]

Усталость. Концентрация от ребер. И т.д.

[vegas]

Расчет ведь проходят по выносливости и смещение рельсов в допустимых пределах. Балки проработали три года и все затрещали. есть трещины длиной более 400мм

[Ильнур]

Сталь возможно неподходящая. Опишите более подробно трещины - где, в каком направлении и т.д.

[mms2000]

а расчеты проходят с участием всех компонент напряжений для зоны стыка стенки и верхнего пояса? - для вашего режима крана этих компонент надо больше учитывать.

[DonMof]

Трещины у вас видимо в стенке балки в зоне приварки верхнего пояса. Если да - то трещины типичные, причинами таких является -
1. неправильный выбор марки или категории стали.
2. неверно учтены (посчитаны) напряжения (в т.ч. локальные).
3. неправильно выбран способ сварки, материалы сварки.
ИЛИ
1. ось подкранового рельса имеет оч. большой эксцентриситет отн. оси балки
2. нарушена технология изготовления балок.
3. хз смотреть нада (инструментальное обследование)

[alexfr]

возможно, не качественная сталь или огрехи технологии изготовления.
вообще то - расчет по СНиП реально (18 лет вижу такие балки) для 8К не может обеспечить трещиностойкости балок - слишком много факторов - эксентриситетет рельса больше номинального (в том числе из-за смещений балок в плане и по высоте-нужна геодез. съемка), грибовидность верхнего пояса, опирание рельса пятнами по длине балки, слишком тонкие (но соответствующие СНиП) гибкие ребра жесткости, сминаемые перекосом верхнего пояса и т.п. - тем более СНиП выводился как среднее из 6-ти разных теорий с разными предпосылками и результатами (см. Кикин "~долговечность промзданий"). Просто заварите трещины, как по пособию по усилению мк и поставьте дополнительные ребра (потолще) шагом 750 мм

[Defencer]

Сообщение от alexfr возможно, не качественная сталь или огрехи технологии изготовления. вообще то - расчет по СНиП реально (18 лет вижу такие балки) для 8К не может обеспечить трещиностойкости балок - слишком много факторов - эксентриситетет рельса больше номинального (в том числе из-за смещений балок в плане и по высоте-нужна геодез. съемка), грибовидность верхнего пояса, опирание рельса пятнами по длине балки, слишком тонкие (но соответствующие СНиП) гибкие ребра жесткости, сминаемые перекосом верхнего пояса и т.п. - тем более СНиП выводился как среднее из 6-ти разных теорий с разными предпосылками и результатами (см. Кикин "~долговечность промзданий"). Просто заварите трещины, как по пособию по усилению мк и поставьте дополнительные ребра (потолще) шагом 750 мм

+1 только еще стоит заметить, что трещины указанные выше относятся к категории "А". С о всеми вытекающими. "При обнаружении повреждений категории "А" следует немедленно остановить эксплуатацию конструкций на участке, где выявлены указанные повреждения, и провести усиление или замену конструкций". (Руководство по восстановительному ремонту подкрановых конструкций).

[vegas]

1. Сталь соответствует принятой в КМ.
2. Смещение рельсов в пределах нормы <15мм.
3. Насчет точечного операния не уверен. Но разве может КР100 повлиять на распределение нагрузки по рельсу??
4. Расчет на выносливость проходят.
5. Ребра хиловаты вот... шаг 1500.
А у кого нибудь есть опыт проектирования ПБ для 8К (надежных)? Какие конструктивные решения можно принять именно при проектировании?

[Ильнур]

Меня устраивали серийные. Тем более, что в сериях учтена совместность с каркасом, сооружением.
Однажды приспосабливал какие-то левые ПБ, видимо индивидуального проекта, под кран большей грузоподъемности. Т.е. полноценных расчетов не нужно было делать. Мне понравились ребра, вернее одно продольное ребро (под 45 град между верхней полкой и стенкой), и простой узел соединения верхней полки с колонной.
Это насчет "конструктивных". А так надо зреть в корень, т.е. читать толстые пожелтевшие книги. Ну и изучить все серии - их не так много.

[tiko]

Возможной причиной могут быть дополнительные напряжения вызванные работой мостового крана с перекосами. Это часто можно наблюдать для кранов малой грузоподъемности при тяжелом или весьма тяжелом режимах.
Посмотрите как изношены путь и реборды катков крана.

[Ильнур]

Опишите более подробно трещины - где, в каком направлении и т.д.

[tiko]

Если есть, то приложите фотографии

[alexfr]

повторяю ещё раз - СНиП не обеспечивает трещиностойкости балок! Трещали, трещат и будут трещать, несмотря на правильные цифры.
Варианты "вечных" балок:
1) верхний (и нижний) пояс из 800х40(италия) вместо 450х20(СНиП) + импортные рельсы ( вдвое ниже, подошва втрое шире )
2) крепление верхнего пояса на высокопрочных болтах ( в каменном веке заклепки обеспечивали мягкую работу балки вместо хруста сварных швов)
и т. д.
для расширения кругозора все-таки разыскать Кикина "~повышение долговечности промзданий"
по поводу категории "А" - под руками нет ДБН - сказать внятно не могу - но : если трещина в верхнем поясе поперек - то все остановить нужно, а если в шве крепления или в металле стенки возле верхнего скоса ребра жесткости - то такие трещины видел и 1200мм длиной, и оно нормально работало - нужно - как можно быстрее засверлить концы диаметром-10-20мм, потом по возможности - заварить трещину и делать новую балку - как говорится в русском документе - "ремонт - временная мера, необходима замена балки"- все равно металл возле трещины уже "устал", уже микродефекты есть, все равно будут новые трещины.

[alexfr]

по поводу наклонной ламели (продольного ребра) к верхнему поясу - сложно и не слишком эффективно - широко ламели не расставишь - мешают болты крепления рельса, что происходит со швом внутри треугольного короба ламели - не видно, возможно появление трещин уже под ламелью, подогнать ее между поперечными ребрами - тоже не просто.
для больших пролетов при широких поясах приваривалась вертикальная ламель под края верхнего пояса (как бы лежачий швеллер получался) - трещин практически не помню - но все равно сложно и многодельно

[Pete]

В подкрановых балках 12м образовались трещины в околошовной зоне приварки верхнего пояса. Режим работы кранов 8К. Расчет проходят. В чем причина?

В реальных условиях эксплуатации кранового оборудования, т.е. нерасчетные горизонтальные нагрузки (перекос моста, особенно при наличии двух приводов ходовых колес), возможен отрыв тормозных конструкций и т. д.
Обратите внимание на состояние реборд и подкрановых рельсов...
Не старайтесь обосновать аварийное состояние подкрановых конструкций расчетами по СНиП.
Причина м. б. в механике (электрике) крана...

[Ильнур]

alexfr : "...СНиП не обеспечивает трещиностойкости балок! Трещали, трещат и будут трещать..."
Как рассчитаны серийные балки?

[vegas]

извините что долго отвечаю. У нас такое же мнение: реальные гор нагрузки не соответствуют расчетным. и смещение кранового рельса. короче там бардак Но при проектировании новых балок достаточно ли будет более устойчивых ребер с меньшим шагом?

[Ильнур]

"...достаточно ли будет..." Надежность в первую очередь повышается "запасом прочности" (см. коэфф-ты надежности). При расчетах просто побольше запаса делайте. Т.е. лист потолще, шаг почаще и т.д. Конкретная величина запасов (там, тут) зависит от Вашего видения причин дефектов.

[vegas]

у этой балки запас 30 по всем показателям. это уже с учетом всех коэфициентов.

[Ильнур]

"30 по всем показателям" ну прямо 30.Прямо по всем. Ищите ошибку с запятой в цифрах
Если запас более 2-х, но трещит, делайте химанализ материала.

[vegas]

По всем кроме выносливости стенки. По ней запас 10%. Ошибки в расчетах нет. Мне даже уже интересна не причина трещин, А то как избежать их в новых балках. Но не хочется идти путем увеличения сечения. Мы ж люди творческие. Мысль двигатель прогресса)

[Pete]

у этой балки запас 30 по всем показателям. это уже с учетом всех коэфициентов.

Попробуйте в качестве нормативной горизонтальной нагруки принять Pmax*f (f - коэффициент трения металла по металлу).

Но при проектировании новых балок достаточно ли будет более устойчивых ребер с меньшим шагом?

Ребра (жесткости) устанавливаются из расчета стенки балки на устойчивость, но не пояса при подвижной нагрузке...

[Ильнур]

По всем кроме выносливости стенки. По ней запас 10% - Вот же ответ на вопрос с п.1.
Во что выльется доведение этого запаса до 50%? (примерно..)

[vegas]

-запас 50% это жуткий перерасход. Длина цеха 600м.
-Pmax это давление колеса? И куда эту нагрузку?

[alexfr]

to vegas:
жуткий перерасход не запас 50%, а замена балок на новые каждые 3 года (практиковалось в одном из цехов криворожстали); к тому же запас 50% не равен двойному весу балки
можете попытаться проверить выносливость стенки по прил.8 пособия по усилению стальных конструкций и изобрести еще пару вариантов растановки ребер, обеспечив некручение пояса и отсутствие его грибовидности при сварке - фактически ведь рельс передает нагрузку по тонкой узкой полоске по оси стенки - и только потом - всем массивом пояса и ребер
to Ильнур:
технология расчета серийных балок была приведена в некоторых сериях - то есть по СНиП - и прекрасно трещат после выполнения всех требований СНиП

[vegas]

Я конечно в цифрах не скажу но запас 50% по выносливости (Rv=765кг/см если кто забыл) сильно утежелит балку.

[vegas]

А что это за пособие такое и где его достать?

[vegas]

А видели где нибудь на практике коробчатые балки или ребра из уголков? ( читал просто про такое)

[alexfr]

коробчатые балки делались под сумашедшие пролеты и нагрузки и часто оказывались нижним поясом подкраново-подстропильной фермы
про ребра из уголков - не понял - такие были на клепанных балках, изображали обычные листовые ребра, просто крепились за полку к стенке - или вы имеете ввиду получение как бы швеллера (крепить пером к стенке?) - тогда вопрос - как нормально пристрогать ребро к верхнему поясу?
пособие есть в стройконсультанте

[alexfr]

и кстати - получение напряжения в стенке под поясом <450кг/см2 по формулам СНиП - чрезвычайно интересная, смешная и неразрешимая задача - там же все компоненты разные - утолщил стенку в 2 раза - а напряжения уменьшились на 10%, уменьшил стенку в 1,5 раза - на напряжения уменьшились на 20% - то есть увеличивая стенку - снижаешь напряжения касательные, местные и т.д. - и одновременно увеличиваешь напряжения от кручения - я когда то пытался, потом перестал.

[vegas]

насчет уголков: там схема такая что к ребру (листу как по серии) приваривается уголок (l=30 торцом в ВП балки, пером к ребру) и как я понял держит пояс от скручивания. А как толщина стенки влияет на скручивание? За счет увеличения жесткости и перераспределения усилий? или это темное дело?

[vegas]

Просто коробка спасает от скручивания и теоретически можно было бы сделать такую балку на пролет и 12м, но как быть с узлами крепления рельсов я не пойму) до болтов то будет не добраться.

[vegas]

причем трещина идет как раз от начала выреза поп.ребра.

[alexfr]

считалось, что чем тоньше стенка, тем она гибче на кручение и соответственно меньшей погонной жесткости возьмет меньше момента (типа, уйдет из под нагрузки - и не будет трещать) - но слишком тонкая стенка перестает нести нормальные и касательные напряжения - исходя из этого и писался СНиП.
про уголки все равно не понял - чего-там они удержат? - может, проще ребро потолще?
коробчатая балка - тоже должны быть ребра по стенке, с болтами были какие-то решения, в принципе - это те же балки моста крана - ну а представь - вес 2 поясов, 2 стенок - ну и что ты выиграл относительно стандартного решения только при более мощных поясах?
а трещины и должны идти от концентраторов напряжений -все логично

[Ильнур]

alexfr, Ваше мнение: отчего трещины (просьба указать физическую причину)? И что делать в будущем (просьба указать конкретную меру - утолщение/утончение, доп. элементы, марку стали и т.д. в таком темпе.)?
Про "тупиковость" СНиП-овского метода допустим принимается.
Т.е. начинаем говорить про КОНКРЕТНЫЕ технические мероприятия. Например, сталь 09Г2С и т.д.

[tiko]

1.Было предложение, которое уже изучалось в кандидатских дис.
Верхний пояс балки делать из тавра.

2.Если краны работают с перекосами, то можно устанавливать на них противоперекосные стабилизаторы (изобретение д.т.н., проф. Ермака Е.М.). Опыт установки и эксплуатации таких устройств имеется. Резко снижаются горизонтальные нагрузки, уменьшаются износы реборд и головок рельсов, уменьшаются динамические воздействия на систему кран-каркас пром. здания.

[Ильнур]

Верхний пояс балки делать из тавра - в смысле прокатного?

[tiko]

Сообщение от Ильнур Верхний пояс балки делать из тавра - в смысле прокатного?

Да, уточняю, прокатного тавра. Поясной сварной шов спускается ниже, уменьшаются локальные и касательные напряжения в зоне сварного шва.

[Ильнур]

Да, уточняю, прокатного тавра - идея хорошая. При условии:
1. это непременно устранит появление в процессе эксплуатации дефектов, указанные в п.1.
2. стоимость балки с учетом стоимости тавра не будет существенно выше полностью сварной балки.

[tiko]

Сообщение от Ильнур [i]2. стоимость балки с учетом стоимости тавра не будет существенно выше полностью сварной балки.

Ильнур, если в цехах часто меняют или усиливают подкрановые балки, то о какой экономии может идти речь.

Мера эффективная, судя по результатам существенно снижаются напряжения вблизи поясных швов (это же очень слабое место в ПБ).

[Ильнур]

если в цехах часто меняют или усиливают - при таком условии - да. Но из моей практики: нет такого массового явления: "трещали, трещат и будут трещать". Есть балки, прослужившие без ремонта 50 лет и продолжающие исправно служить.
Вот в этом ракурсе как обосновать свой резкий отход в сторону увеличения стоимости? Была бы статистика или какой другой официальный документ об ограничениях в применении СНиП...

[vegas]

А тавров то подходящих и не катают...

[vegas]

А применение безребордных колес со стаб. колесами в гор. плоскости поможет?

[Ильнур]

Ну тавры-то из двутавров раздвоением... Стоимость этого роспуска тоже туда же - к выской стоимости двутавра. С листом все проще, как по стоимости, так и по марке стали.

[Ильнур]

применение безребордных колес со стаб. колесами в гор. плоскости - эти колеса и так ставятся в приличных кранах.

[vegas]

Дык и двутавры то экзотические получаются...

[vegas]

Ну значит назад в прошлое. Делать на заклепках) Ну или на В.П болтах. А на ВП болтах дороже балки получаются ?

[tiko]

Можно делать ПБ таким образом, что бы, когда образовались трещины вблизи верхнего поясного шва балки, продолжать эксплуатировать их без усиления в перевернутом состоянии (нижний пояс станет верхним).

[alexfr]

to Ильнур:
речь идет о подкрановых длиной 6-12м режима 7-8к (не 3-5к!) - таких без трещин, отработавших больше 5ти лет, исходя из обследований металлургических заводов Кривого Рога, Запорожья и Донецка - практически не существует.
ширина пояса балки под рельс КР120-140 - мин 420мм - где у нас катают такие двутавры?
чем выше прочность стали - тем ниже ее трещиностойкость - поэтому ничего лучше С255 не ставится
диссертаций не пишу, факторов, влияющих на трещиностойкость этого шва уже хватило не на один десяток диссертаций и редакций СНиПов.
по технике - я уже писал про все основные варианты - их комбинация - личное дело конструктора
to tiko:
переворот балки -оригинальная идея - но подогнать приструганные ребра к двум поясам одновременно?? и куда девать ножку ("цыпочку") опорного ребра по типовым сериям?
по поводу: двутавр позволил бы опустить шов, который сейчас трещит и уменьшить напряжения в нем - точно - тогда чуть позже начнет трещать сама стенка на примыкании к верхнему поясу, так как это делают уголки верхнего пояса в клепаных (или высокопрочно-болтовых) балках

[tiko]

Сообщение от alexfr по поводу: двутавр позволил бы опустить шов, который сейчас трещит и уменьшить напряжения в нем - точно - тогда чуть позже начнет трещать сама стенка на примыкании к верхнему поясу...

Чуть позже, уже хорошо, балки станут непригодными, к примеру, не через 5 лет, а через 15-20. А может быть и не случится это вообще.
Почему серийные решения должны ограничивать наши идеи? Есть трудности, давайте думать, как их преодолеть (думаю в этом и есть инженерная работа).

[vegas]

Балки с более развитым верхним поясом. Если их перевернуть не пройдут по прочности. Верхний пояс 450х30 - прокатных двутавров и тавров таких нет.

[tiko]

А подкрановые фермы с верхним поясом из двутавра есть. И что не может быть таких балок?

Я говорил о балках новых, а не о существующих. Если Вы будете проектировать балку, которую предполагается переворачивать, то конечно же ее нужно сделать симметричного сечения.

[Ильнур]

Вот из Кузнецова. Даже изменением крепления рельса можно многократно повысить надежность. Здесь резюме только к некоторым конструкциям самих балок.

[alexfr]

подкрановые фермы делались - ненадежные (представьте балку с гнутой-или треснутой стенкой или ферму с оторвавшимся раскосом - у кого больше живучесть?)
вариантов в Кузнецове много, как и диссертаций - на половине вариантов - нужно объяснить возможность размещения и замены болтов крепления рельсов, передачу нагрузки со средины листа от установленного по оси балки рельса на разнесенные стенки,
при листе верхнего пояса, опирающимся на уголки - лист при сварке расположенными скраю швами будет выгнут вверх и установленный рельс будет давить на образовавшуюся арку - долго ли проживут швы в режиме нагрузили - разгрузили?

[Ильнур]

Ну хорошо, допустим, нет у человечества никаких путей к продлению долговечности ПБ 8К.
Поэтому назначить срок 100000 циклов или 3 года и до свидания. Так что ли?

[alexfr]

to Ильнур:
ну если Вы хотите сделать "вечную" балку, и не вложить туда ни килограмма металла - то до изобретения антигравитационных мостовых кранов - "да"
кажется, в космической и авиационной технике считается нормальным ставить 2-5 електрокабеля или выключателя вместо одного, чтобы все-таки сигнал или искра дошли в нужное место.
я думаю - нет необходимости в многократном запасе, но я действительно видел цех, в котором вынужденно регулярно меняли балки по мере выхода их из строя (каждые 3-5 лет), на полу всегда лежали запасные балки (как запасные рельсы вдоль ж/д), крановщицы получали премию от механика по кранам за каждую найденную новую трещину - ну и кому из цеховых нужна была экономия в момент проекта и постройки здания?

to всем:
и последнее - все-таки поищите Кикина "долговечность..." или хотя бы загрузите из даунлога Дж.Гордон "Конструкции или почему не ломаются вещи" - возможно, на многие вещи посмотрите по другому - и вообще, Гордона надо бы ввести в институтскую программу.

[Ильнур]

alexfr: Вы хотите сделать "вечную" балку, и не вложить туда ни килограмма металла - alexfr, я такого не говорил, наоборот, говорил, надо сделать, если надо, 50%-в запаса!
У меня создается впечатление, что Вы лицо заинтересованное в том, чтоб балки не трогали, чтоб сохранялась ситуация "трещали, трещат и будут трещать" , по крайне мере в регионе, которые Вы назвали выше.
Я не думаю, что в Японии или Германии согласились с тем, что "трещали, трещат и будут трещать".
На литейке КамАЗа краны работают 35 лет.
Сегодня закладываются подкрановые балки, у которых через три года не будет трещин.

[alexfr]

to Ильнур:
я говорил про балки 6-12м - если их сделать по тем сечениям, которые Вы привели - они действительно никогда не треснут (кстати, зачем стенка больше 14-16 и в этих балках?). к тому же, балки 24-36м почти никогда не трещат.
честно говоря - устал переписываться, жаль времени, все равно никто из спорящих друг друга не слышит. всего хорошего.

[Ильнур]

Сообщение от alexfr всего хорошего.

А как же ответ на Ваш вопрос?
Приведенные в п.58 балки 6-и метровые. Под краны 240+63/10 тонн, 180+63/10 тонн и 180+63/20 тонн.

[vegas]

alexfr. Почему это не слышим. Я все слышал и намотал. Спасибо за идеи. Просто мы занимаемся только промышленным проектированием и это для меня наболевшая тема. Многие конструктивные решения которые применяются у нас считаю устаревшими, ведь им лет по сто. Поэтому такаю дискуссию считаю полезной для меня, как молодого специалиста.

[Volod'ka]

alexfr, насколько я понял, Вы "в теме". Не подскажете, насколько нагрузки по ДБН "Нагрузки и ..." больше, чем те же по СНиП? Насколько я понимаю, в нашем ДБН должны были учесть опыт

металлургических заводов Кривого Рога, Запорожья и Донецка

.
Возможно, что при расчете по нашему ДБН трещины не появятся?

[alexfr]

to Volod'ka:
нагрузки по ДБН больше на ~10-15% только для 4-х колесных кранов, для 8-колесных -до 7К -они меньше, для 8К - такие же.
соответственно, под 4-х колесным краном балки начнут трещать на 10-15% времени работы позже - то есть существенно ничего не изменилось, тем более что технология расчета выносливости осталась по СНиП II-23-81*.(насколько помню, я по ДБН давно не считал)

to vegas:
предлагались когда-то:
- установка под рельс трапецевидного вкладыша (чье-то авторское свидетельство)
- подкладка из транспортерной ленты
- как бы шпальный путь из подкладок под рельс над ребрами жесткости
-когда-то ребра не пристругивались, а приваривались к верхнему поясу - может, и зря отказались от этого.

если недавно работаете - найдите время прочитать Гордона "Конструкции..." (см. даунлог)- там очень живо и понятно изложена суть трещинообразования и коэф. запаса, работа стали по "остановке" трещины и приведены интересные факты о точности расчетов и реальном поведении конструкции под нагрузкой - правда, стиль изложения не всем нравится.

[alexfr]

to vegas:
а вообще-то - решения, которым по сто лет - зачастую лучше экспериментальных, так как уже прошли естественный отбор и доказали свою сравнительную эффективность.
То же относится и к старым учебникам и СНиПам - они были более внятно написаны, менее закручены способы расчетов, и их полезно читать, посматривая в действующие СНиП.

[Ильнур]

"...старым учебникам и СНиПам - они были более внятно написаны, менее закручены способы расчетов, и их полезно читать..." Что верно, то верно. Старым учебникам (до определенных годов) цены нет.
Но не менее верно и "...считаю устаревшими, ведь им лет по сто...".
Сварку развили, сортамент изменился, технологические возможности изготовления сильно изменились.
Для справки: в доунлоад поместили справочник по МК промзданий 1936 года.

[tiko]

Спасибо, Ильнур, за наводку. А Стрелецкого МК 30-х годов нет там. Очень жаль, очень хорошая книга.

[vegas]

Ладно. Всем спасибо. У меня как раз назревает замена этих балок так что готовлюсь сам и начальство на в меру экстримальные конструктивы.