Posouzení dolní pásnice podvěsných jeřábů podle EN 1993-6

Odborný článek

U podvěsných jeřábů namáhají spodní pásnici nosníku jeřábové dráhy kromě globálních účinků přídavně také kolová zatížení na lokální ohyb. Spodní pásnice se vlivem těchto lokálních ohybových napětí chová jako deska a vykazuje dvouosou napjatost [1].

Mezní stav únosnosti

Je třeba prokázat, že dolní pásnice může kolová zatížení přenášet. Podle normy [2], kapitoly 6.7 se má při tom vycházet z následujícího vztahu (rovnice 6.2):

${\mathrm F}_{\mathrm f,\mathrm{Rd}}\;=\;\frac{{\mathrm l}_\mathrm{eff}\;\cdot\;\mathrm t_\mathrm f^2\;\cdot\;\frac{{\mathrm f}_\mathrm y}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}}{4\;\cdot\;\mathrm m}\;\cdot\;\left[1\;-\;\left(\frac{{\mathrm\sigma}_{\mathrm f,\mathrm{Ed}}}{\displaystyle\frac{{\mathrm f}_\mathrm y}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}}\right)^2\right]$

kde
leff = účinná roznášecí délka podle [2], tabulky 6.2
m = rameno od kolového zatížení ke kořeni pásnice podle [2], rovnice 6.3
σf,Ed = ohybové napětí ve střednici pásnice od celkového momentu působícího na nosník

Obr. 01 - Zatížení spodní pásnice koly

Následně je třeba splnit tuto podmínku: 
Fz,Ed ≤ Ff,Rd

Při výpočtu účinné roznášecí délky podle [2], tabulky 6.2 je třeba zohlednit jak posuzované místo na nosníku jeřábové dráhy tak osovou vzdálenost kolových zatížení.

Obr. 02 - Parametry ovlivňující výpočet účinné roznášecí délky podle [2], tabulky 6.2

Mezní stav použitelnosti/Únava

Pro posouzení podvěsných jeřábů v mezním stavu použitelnosti podle [2] se musí vypočítat lokální ohybová napětí ve spodní pásnici od kolových zatížení podle [2], kapitoly 5.8. Při výpočtu potřebných součinitelů se vychází z [2], tabulky 5.2.


Podle NCI (Německo) k článku 5.8 normy EN 1993-6 se při této superpozici připouští redukce lokálních napětí na 75 %. Při daném posouzení se ověřuje vyloučení trvalých deformací spodní pásnice.

Lokální napětí ve spodní pásnici

Při výpočtu lokálních napětí ve spodní pásnici se může postupovat několika způsoby, které se uvádí také v [3]. Norma [2] převzala způsob výpočtu podle směrnice FEM 9.341 "Lokální namáhání nosníků". Napětí se tu určují v místech 0, 1 a 2 podle Obr. 01.

Napětí se počítají pomocí následujících rovnic:

Podélný směr nosníku: ${\mathrm\sigma}_{\mathrm{ox},\mathrm{Ed},\mathrm{ser},\mathrm i}\;=\;{\mathrm c}_{\mathrm x,\mathrm i}\;\cdot\;\frac{{\mathrm F}_{\mathrm z,\mathrm{Ed}}}{\mathrm t_\mathrm f^2}$

Příčný směr nosníku: ${\mathrm\sigma}_{\mathrm{oy},\mathrm{Ed},\mathrm{ser},\mathrm i}\;=\;{\mathrm c}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;\frac{{\mathrm F}_{\mathrm z,\mathrm{Ed}}}{\mathrm t_\mathrm f^2}$

kde
cx,i a cy,i podle [2], tabulky 5.2
$\mathrm\mu\;=\;\frac{2\;\cdot\;\mathrm n}{\left(\mathrm b\;-\;{\mathrm t}_\mathrm w\right)}$ podle [2], kapitoly 5.8 (4), rovnice 5.7

Dále je třeba upozornit na to, že při vzdálenosti mezi sousedními koly xw ≤ 1,5 b (viz Obr. 02) se mohou napětí vypočtená zvlášť pro každé kolo superponovat. K tomu viz [2], kapitola 5.8 (8).

Superpozice s globálními napětími

Podle [2], kapitoly 7.5 se mají lokální napětí ve spodní pásnici a globální napětí stanovená při posouzení konstrukce superponovat:

${\mathrm\sigma}_{\mathrm v,\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}\;=\;\sqrt{\mathrm\sigma_{\mathrm{Σx},\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}^2\;+\;\mathrm\sigma_{\mathrm{Σy},\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}^2\;-\;{\mathrm\sigma}_{\mathrm{Σx},\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}\;-\;{\mathrm\sigma}_{\mathrm{Σy},\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}\;+\;3\;\cdot\;{\mathrm\tau}_{\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}}\;\leq\;\frac{{\mathrm f}_\mathrm y}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm m,\mathrm{ser}}}$

kde
${\mathrm\sigma}_{\mathrm{Σx},\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}\;=\;{\mathrm\sigma}_{\mathrm x,\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}\;+\;0,75\;\cdot\;{\mathrm\sigma}_{\mathrm{ox},\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}$
${\mathrm\sigma}_{\mathrm{Σy},\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}\;=\;0,75\;\cdot\;{\mathrm\sigma}_{\mathrm{oy},\mathrm{Ed},\mathrm{ser}}$

Shrnutí

Při posouzení spodní pásnice je tedy nezbytné zohlednit některé faktory. Zvláště při výpočtu účinné roznášecí délky hraje posuzované místo na nosníku jeřábové dráhy důležitou roli. Vliv má také osová vzdálenost kol, protože při malých vzdálenostech mezi koly se mohou kolová zatížení a lokální napětí, která vyvolávají, superponovat.

Literatura

[1] Seeßelberg, C. Kranbahnen: Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocode, 5. Auflage. Bauwerk: Berlin, 2016.
[2] ČSN EN 1993-6:2008. Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 6: Jeřábové dráhy. Český normalizační úřad: Praha, 2008. 
[3] Petersen, C. Stahlbau, 4. vydání. Springer Vieweg: Wiesbaden, 2013

Ke stažení

Odkazy

Kontakt

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte nás nebo využijte stránky s často kladenými dotazy.

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

Samostatné Ocelové konstrukce
CRANEWAY 8.xx

Samostatný program

Posouzení nosníků jeřábové dráhy

Cena za první licenci
1 480,00 USD