Projektowanie belek podsuwnicowych
W cyklu kilku artykułów chcę podzielić się z czytelnikami „Nowoczesnych Hal” moimi doświadczeniami projektowymi. Od ponad 20 lat projektuję konstrukcje stalowe. Po wykonaniu projektu bardzo często osobiście nadzoruję jego realizację. Można więc powiedzieć, że moje projekty weryfikuje rzeczywistość (budowa).
W niniejszym artykule chcę przedstawić moje sprawdzone rozwiązanie związane z projektowaniem belek podsuwnicowych. Są one przydatne dla suwnic o udźwigu od 2 do maksymalnie 50 ton.
Obecnie obowiązująca norma PN-EN 1993-6 nakazuje sprawdzić belkę podsuwnicową według dwóch modeli. Pierwszy model to pełny przekrój poddany dwukierunkowemu zginaniu i skręcaniu. Drugi model (podobnie jak to było w wycofanej już normie PN-90/B-03200) to przekrój zastępczy poddany dwukierunkowemu zginaniu. W niniejszym artykule ograniczono się tylko do pierwszego modelu (jako bardziej miarodajnego).
Kształtowanie przekroju poprzecznego belki podsuwnicowej dla suwnic o udźwigu od 10 do 50 ton
W literaturze najczęściej spotykane kształty przekrojów poprzecznych belek podsuwnicowych dla wyżej wymienionych suwnic znajdują się na rys. 1-2. W związku z tym, iż obecnie nie tylko kryterium ciężaru decyduje o wyborze optymalnego rozwiązania i kształtu przekrojów poprzecznych belek podsuwnicowych, bardzo popularne są przekroje HEA/HEB (zdecydowanie cięższe od przekrojów spawanych). Ten typ przekrojów jest pokazany na rys. 1. W profilach tych wykonuje się jedynie otwory, spawa blachy czołowe i uzyskuje gotowe belki podsuwnicowe. Niestety pomimo rozbudowanych pasów (są to profile szerokostopowe) bardzo często musimy je wzmocnić na kierunek poziomy ze względu na ugięcia i zginanie w płaszczyźnie poziomowej. Wówczas stosujemy kształty przekrojów poprzecznych według rys. 2.
Dospawanie ceowników lub kątowników poprawia charakterystyki na kierunek poziomy, ale jest trudne do poprawnego wykonania. Aby ceowniki lub kątowniki nie zdeformowały się po spawaniu, zaleca się zastosowanie żeberek, które „utrzymają” kształt przekroju. To oczywiście zwiększa pracochłonność. Jeżeli już zachodzi taka konieczność, to nie zaleca się spawać żeberek do pasa górnego belki. Należy żeberka spawać tylko do środnika (rys. 3).
Wzmocnienie kątownikami nierównoramiennymi
Alternatywą dla przekroju ze „skrzydełkami” jest wzmocnienie kątownikami nierównoramiennymi, ale w innym układzie (rys. 4 i 5).
Przy pasie ściskanym powstaje podwójna skrzynka, która zdecydowanie poprawia charakterystyki skrętne przekroju. To z kolei przekłada się na wzrost momentu krytycznego zwichrzenia oraz wzrost odporności przekroju na deplanację.
Na rys. 6-8 pokazano sposób kształtowania przekroju (łączenie kątownika z profilem dwuteowym). Zawsze można dobrać dla wybranego profilu dwuteowego odpowiedni kątownik nierównoramienny. Połączenie pomiędzy kątownikiem a dwuteownikiem odbywa się poprzez spoiny pachwinowe. Rys. 6 dotyczy przekrojów o pasach szerokości 300 mm. Rys. 7 dotyczy przekrojów o pasach szerokości poniżej 300 mm. Rys. 8 przedstawia szczegół połączenia ze środnikiem. Aby uwidocznić zalety powyższego rozwiązania, przygotowano przykład obliczeniowy. Analizę przeprowadzono dla tzw. kombinacji obciążeń grupy 5 (przejazd suwnicy).
Założenia: suwnica natorowa o udźwigu 25,0 ton, belka jednoprzęsłowa, V = 190 kN (maksymalny nacisk jednego koła suwnicy), HT = 24 kN (siła ukosowania mostu suwnicy), a = 3,0 m (rozstaw kół suwnicy), L = 7,5 m (rozpiętość belki), stal S235, szyna – kęs kwadratowy 40 x 50 – spawana bezpośrednio do pasa górnego belki.
Siły wewnętrzne: My,Ed = 635, Mz,Ed = 58 kNm.
Analiza przekrojów
Analizie poddano 5 typów przekroju poprzecznego:
- 01 – HEB 550,
- 02 – HEA 550 + skrzydełka z L65 x 65 x 9,
- 03 – spawana blachownica (pas górny Bl. 400 x 30, środnik Bl. 15 x 440, pas dolny Bl. 300 x 30),
- 04 – HEA 550 + 2 x Bl. 25 x 100 (rys. 9),
- 05 – HEA 550 + 2 L150 x 75 x 9.
Przekrój typu 04 często stosuje się do wzmocnienia istniejących belek podsuwnicowych. Utrudnione jest w tym przekroju założenie spoiny od spodu pasa górnego.
Ugięcia profili zamieszczono na rys. 10. Wszystkie pięć typów przekroju poprzecznego spełnia warunki ugięć pionowych i poziomych:
fV < L/600 = 7500/600 = 12,5 mm i fH < L/600 = 7500/600 = 12,5 mm
Rys. 10 przedstawia łączne ugięcie pionowe i poziome belek podsuwnicowych. Ciężar szyny wynosi 0,2 kN/m. Od lewej strony znajduje się przekrój nr 01 (HEB 550), za nim kolejne przekroje.
Wyniki obliczeń zamieszczono w tab. 1.
Przeczytaj również: Transport wewnętrzny w halach wielkopowierzchniowych na przykładzie przemysłu ciężkiego
Mogą zainteresować Cię również
Przemysł 4.0: era automatyzacji i robotyzacji produkcji – Konferencja Techniczna w Bydgoszczy
11 kwietnia w City Hotel Bydgoszcz odbędzie się Konferencja Techniczna „Automatyzacja i robotyzacja produkcji – kierunek Przemysł 4.0” organizowana przez Axon Media. Spotkanie skierowane jest do praktyków, którzy poszukują innowacyjnych rozwiązań w zakresie automatyzacji oraz ...
Automatyka zabezpieczająca w instalacjach energetycznych
Z artykułu dowiesz się: jak prawo charakteryzuje konieczne elementy bezpieczeństwa instalacji energetycznej,kto ponosi odpowiedzialność za bezpieczeństwo takiej instalacji,z czym wiąże się scalenie urządzeń ciśnieniowych na ...
Jak właściwie dobrać nitonakrętki?
Czym są nitonakrętki? Gdzie znajdują swoje zastosowanie? Są one niezbędnym elementem konstrukcyjnym, który wykorzystywany jest przede wszystkim w montażu oraz łączeniu elementów. Nitonakrętka to metalowy element konstrukcyjny wykorzy...
Zaskakujący porządek uciskanych stopów
W stopach niklowo-kobaltowo-chromowych atomy niklu układać się mogą pod wpływem nacisku w regularne wzory - pokazały symulacje międzynarodowego zespołu. Do tej pory sądzono, że takie uporządkowania mogą tworzyć się jedynie pod wpływem obróbki termicznej.
ZBUD polski producent urządzeń transportu bliskiego i pozycjonerów spawalniczych
ZBUD to firma, która rozwija się i rośnie w siłę już prawie 40 lat. Obecna w Polsce i za granicą zdobyła renomę, produkując urządzenia dźwignicowe. Ceniona za niezawodną jakość oraz komfort współpracy, celnie odpowiada na potrzeby współczesnego rynku. Produkowane przez firmę...
Dni Otwarte w DIG Świtała! Temat główny: prasy krawędziowe
W firmie DIG Świtała w dniach 4-8 marca 2024 odbyły się kolejne dni otwarte – tym razem tematem wiodącym spotkania były prasy krawędziowe. Co działo się na spotkaniu i czego mogli spodziewać się goście? Odwiedzający mieli mo...
Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia
W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...
Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II
Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...
1/4 firm w kraju nie wie, że są objęte dyrektywą
– Szacuje się, że około 60 proc. organizacji może nie być jeszcze przygotowanych na spełnienie wymogów unijnej dyrektywy NIS2 – mówi Paweł Śmigielski, country manager Stormshield. Mowa o dyrektywie w sprawie środków na rzecz wysokiego wspólnego poziomu cyberbezpieczeństwa na...
Elementy hali stalowej – charakterystyka
Hale stalowe są jednymi z najbardziej popularnych obiektów budownictwa przemysłowego. Z tego też powodu elementy konstrukcyjne hali stalowej są bardzo dobrze poznane i opisane w wielu źródłach literaturowych, co pozwala na optymalne wykorzystanie ich nośności.
Właściwości warstwy wierzchniej wybranych stopów metali po cięciu laserem
Z artykułu dowiesz się: jakie są wady i zalety technologii cięcia laserowego;od czego zależą właściwości materiału po cięciu;jakie badania przeprowadzono. Proces wytwarzan...
Analiza procesu spawania plazmowego – cz. I
Z artykułu dowiesz się: jaki jest wpływ parametrów spawania na jakość złączy;gdzie stosuje się technologię spawania plazmowego PTA;jak zachodzące w łuku plazmowym zjawiska wpływają na proces cięcia.
Rola węgla kamiennego w zrównoważonej transformacji energetycznej
W idealnym świecie wszyscy mieszkańcy Ziemi zdecydowaliby, że rezygnują z technologii emitujących CO2 do atmosfery i od teraz żyją ekologicznie. Idealny świat jednak nie istnieje. Funkcjonowanie tego, który znamy nadal w dużej mierze uzależnione jest od energii wytwarzanej z...
Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW
W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...
Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi
Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...
W magazynach widać stabilizację popytu i podaży oraz czynszów
Na rynku przemysłowym i logistycznym widać coraz większą równowagę pomiędzy zapotrzebowaniem na powierzchnię, a nowymi inwestycjami. Obecnie w budowie jest 2,8 mln mkw. nowej przestrzeni, z czego połowa powstaje spekulacyjnie – wynika z raportu „Market Outlook 2024” CBRE. Najw...
Kalendarium wydarzeń
Relacje
„Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szanse dla szarej i zielonej stali”
23 listopada w Centrum Informacji Naukowej i Bibliotece Akademickiej w Katowicach odbyła się konferencja „Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szans...
Sprawdź więcejEMO 2023 – Mazak Go Green
Podczas targów EMO 2023, które odbyły się 18-23 września br. w Hanowerze, firma Yamazaki Mazak zaprezentowała swoją wizję zaawansowanych rozwiązań technologi...
Sprawdź więcejEnergetab 2023
Za nami trzy intensywne dni 36. międzynarodowych targów energetycznych ENERGETAB. Były one niezwykle pracowite dla 433 wystawców, którzy starali się zaprezen...
Sprawdź więcejI Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem
W dniu 22 czerwca br. na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej odbyło się I Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem, współorganizo...
Sprawdź więcej