Расчет на предельное рабочее состояние сварных соединений балок подкрановых путей по EN 1993-6

Техническая статья

Если балки подкранового пути спроектированы с применением плоских стальных рельсов, сварка этих рельсов всегда является деталью для расчета. В качестве рельсового скрепления Вы обычно можете выбрать между непрерывным и прерывистым угловым швом. В данной статье представлен обзор процессов расчета и их специфичных характеристик, особенно при применении EN 1993-6.

 

Выбор расположения рельсовых угловых сварных швов

Существует два варианта прерывистых угловых сварных соединений. Они показаны на следующем рисунке из [2].

Рисунок 01 - Выбор расположения

Секции шва могут быть расположены либо на противоположных сторонах, либо в шахматном порядке. Расположение в шахматном порядке невыгодно для расчета, так как для переноса горизонтальных нагрузок может применяться только один шов. Третий вариант, который не показан на рисунке выше, представляет собой непрерывный сварной шов вдоль всей длины рельса.

Рисунок 02 - Непрерывный шов

Полезная длина в нагруженном состоянии

Определение соответствующих напряжений сварного шва требует расчета полезных длин в нагруженном состоянии. EN 1993‑6 [3] различает три варианта и содержит соответствующие формулы для расчета leff в Таблице 5.1.

Рисунок 03 - EN 1993-6, Таблица 5.1

В этом случае, leff относится к нижней стороне верхней полки. При этом верхняя поверхность верхней полки предназначена для расчета сварного шва. Поэтому leff уменьшается на двойную толщину полки tf.

Рисунок 04 - Полезная длина в нагруженном состоянии

Расчет на предельное состояние по несущей способности

Напряжения рельсовых сварных швов рассчитываются в соответствии с методом направления, указанным в [2]. В этом случае напряжения относятся к биссектирующей поверхности сварного шва. Согласно [2], (NA), раздел 4.5.2, минимальная конструктивная толщина должна быть сохранена для сварного шва. Норма предусматривает для шва минимальную толщину, не менее 3 мм, либо применение следующей формулы:

$$\mathrm a\;\geq\;\sqrt{\max\;\mathrm t}\;-\;0.5$$

Внецентровая нагрузка от колес 1/4 ширины головки рельса не учитывается в предельном рабочем состоянии согласно [3]. Таким образом, расчет, связанный с нагрузкой от колес, выполняется всегда.

Пример 1: Непрерывный рельсовый шов

Рисунок 05 - Напряжения в предельном рабочем состоянии

Для прерывистых рельсовых угловых швов, необходимо проверить, если длина шва lw меньше, чем расчетная длина в нагруженном состоянии leff. Как правило, для расчета принимается минимальное значение этих двух величин.

Рисунок 06 - Угловой сварной шов

Пример 2: Прерывистый рельсовый шов на противоположных сторонах

Рисунок 07 - Напряжения в предельном рабочем состоянии прерывистого шва на противоположных сторонах

Пример 3: Шахматный прерывистый рельсовый шов

Поскольку горизонтальная нагрузка применяется только к участку сварки в случае шахматного расположения сварных швов, разделитель 2 опускается, учитывая HEd.

Рисунок 08 - Напряжения в предельном рабочем состоянии шахматного прерывистого шва  

Литература

[1] Seeßelberg,C. (2016). Kranbahnen: Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocode (5thed.). Berlin: Bauwerk.
[2] Eurocode3: Design of steel structures - Part1‑8: Design of joints; EN1993‑1‑8:2005+AC:2009
[3] Eurocode3: Design of steel structures - Part6: Crane supporting structures; EN1993‑6:2007

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами или ознакомьтесь с различными предлагаемыми решениями и полезными советами на странице часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

Автономные Стальные конструкции
CRANEWAY 8.xx

Автономная программа

Расчет балок подкранового пути по EN 1993-6 и DIN 4132

Цена первой лицензии
1 480,00 USD