Posouzení nosníků jeřábové dráhy podle Eurokódu 3

Při použití přerušovaných svarů mezi kolejnicí a pásnicí je důležité zajistit, aby použitá délka svaru nepřesahovala roznášecí délku od zatížení kolem jeřábu podle rov. 6.1 v [1].

V programu CRANEWAY 8 lze navrhovat podvěsné jeřáby podle EN 1993-6. Pro posouzení je třeba stanovit lokální ohybová napětí ve spodní pásnici od kolových zatížení podle kapitoly 5.8 normy EN 1993-6.

V tomto příspěvku popíšeme různé možnosti, jak stanovit přípustnou deformaci nosníků jeřábové dráhy. Vzhledem k tomu, že se v praxi používají nosníky o několika polích a poddajné příčné podpory (podélné ztužení), chceme v našem příspěvku objasnit, jak vybrat správnou metodu.

Výsledky všech posouzení jsou uspořádány v tematicky členěných tabulkách výsledků. Zároveň se zobrazí grafika průřezu, která ilustruje aktuální tabulkovou hodnotu. Podrobnosti posouzení uvádí všechny mezihodnoty.

Obecná analýza napětí

CRANEWAY provádí obecnou analýzu napětí pro nosník jeřábové dráhy včetně výpočtu existujících napětí a porovnání s mezními hlavními, smykovými a srovnávacími napětími. Pro svary lze rovněž provést obecnou analýzu napětí, která obsahuje paralelní a kolmá smyková napětí a jejich superpozice.

Posouzení na únavu

Posouzení na únavu se provádí na základě výpočtu jmenovitých napětí podle EN 1993-1-9, a to až pro tři současně účinné jeřáby. Při posouzení na únavu podle DIN 4132 se zaznamená průběh napětí při přejezdu pro každý napěťový bod a vyhodnotí se podle metody Rainflow.

Posouzení na vzpěr

Analýza boulení zohledňuje lokální působení kolových zatížení podle EN 1993-6 nebo DIN 18800-3.

Deformace

Analýza deformací se provádí zvlášť pro svislý a vodorovný směr. Přitom se vypočítaná posunutí porovnávají s povolenými hodnotami. Přípustné deformace lze uživatelsky definovat v parametrech výpočtu.

Analýza prostorového vzpěru

Posouzení na klopení probíhá podle druhého řádu teorie vybočení zkroucením za použití imperfekcí. Při tom je nutné zohlednit obecnou analýzu napětí, kde je součinitel kritického zatížení větší než 1,00. CRANEWAY proto vypočítá příslušný součinitel kritického zatížení pro všechny kombinace zatížení.

Podporové síly

Program stanoví veškeré podporové reakce plynoucí z charakteristických zatížení, a to včetně dynamických faktorů.

Při výpočtu se generují zatížení jeřábu v předem definovaných vzdálenostech jako zatěžovací stavy jeřábové dráhy. Délku kroku pohybu jeřábu po dráze lze ručně nastavit.

Pro každou polohu jeřábu je možné vypočítat všechny kombinace příslušných mezních stavů (únosnost, únava, deformace, podporové síly). Kromě toho jsou k dispozici rozsáhlé možnosti nastavení pro výpočet konečných prvků, například délka konečných prvků nebo kritéria přerušení.

Výpočet vnitřních sil jeřábového nosníku probíhá na deformovaném modelu konstrukce podle analýzy druhého řádu.

Vstupní data pro geometrii, materiál, průřezy, zatížení a imperfekce se zadávají v přehledně uspořádaných oknech:

Geometrie

• Snadné a rychlé zadání údajů o konstrukci
• Definice podmínek uložení na základě různých typů podpor (kloub, posuvný kloub, vetknutí, volně, uživatelsky definovaná podpora nebo postranní podpora na horní či dolní pásnici)
• Volitelné omezení deplanace
• Variabilní uspořádání tuhých a deformovatelných výztuh podpory
• Možnost vložení kloubů

Průřezy

• Válcované I-profily (I, IPE, IPEa, IPEo, IPEv, HE-B, HE-A, HE-AA, HL, HE-M, HE, HD, HP, IPB-S, IPB-SB, W, UB, UC a další tabulky průřezů podle AISC, ARBED, British Steel, Gost, TU, JIS, YB, GB atd.) kombinovatelné s výztuhou profilu na horní pásnici (úhelníky a U-profily) a s kolejnicemi (SA, SF) nebo příložkami s uživatelsky definovanými rozměry
• Nesymetrické I-profily (typ IU) rovněž kombinovatelné s výztuhami na horní pásnici a kolejnicemi nebo příložkami

Účinky

Program může zohlednit účinky až tří jeřábů pracujících současně. Z databáze se jednoduše vybere standardní jeřáb. Základní parametry lze také nastavit ručně:

• Počet jeřábů a náprav jeřábu (maximálně 20 náprav na jeden jeřáb), vzdálenost os náprav, poloha nárazníků jeřábu
• Klasifikace podle EN 1993-6 do příslušné kategorie spektra zatížení s možností upravovat dynamické součinitele, a podle DIN 4132 do zdvihové třídy a skupiny nebo třídy namáhání
• Svislá a vodorovná kolová zatížení v důsledku vlastní tíhy, nosnosti jeřábu, setrvačných sil vlivem pojezdu a příčení jeřábu
• Osové zatížení ve směru pohybu a síla na nárazník s volně definovatelnými excentricitami
• Stálá a proměnná přídavná zatížení s volně definovatelnými excentricitami

Imperfekce

• Aplikace imperfekce v rámci prvního vlastního tvaru - podle volby stejný pro všechny posuzované kombinace zatížení nebo individuální pro každou kombinaci zatížení z důvodu možné změny vlastního tvaru podle zatížení.
• Pohodlné nástroje pro škálování vlastních tvarů (stanovení vzepětí při vychýlení a prohnutí)