В учебном пособии приведены исследования по разработке рельсобалочных конструкций высокой выносливости, в которых рельс работает в составе сечения конструкции.
В связи тем, что материалоёмкость подкрановых конструкций по отношению ко всему каркасу промышленного здания составляет порядка 30%, большое место в работе занимает проблема разработки более эффективных конструкций (профилей подкрановых, тормозных балок) для уменьшения материалоёмкости без снижения их надёжности. Представлены разработанные и усовершенствованные профили, которые могут быть применены как при проектировании новых, так и при реконструкции старых зданий и сооружений, использующих грузоподъёмное оборудование.
Показана актуальность разработки и внедрения в производство новых типов рельсов с улучшенными физико-техническими характеристиками, рассмотрены перспективные виды крановых рельсов. Представлены различные эффективные рельсобалочные конструкции, а также виды их узлов (соединений).
Отмечается, что в настоящее время рихтовка подкрановых балок является довольно трудоёмким и дорогим процессом. Необходимость рихтовки подкрановых балок (а также других элементов каркаса) возникает вследствие неравномерных осадок зданий. Особенно данная проблемы актуальна для промышленных зданий в связи со слабым рыхлым грунтовым основанием, особыми условиями эксплуатации (повышенные динамические нагрузки, агрессивные среды и т.д.). Вследствие неравномерных осадок каркаса сооружения возникает неблагоприятное напряженное состояние, которое приводит к локальным повреждениям конструкции, потере устойчивости, прочности, что приводит к аварийным ситуациям на производстве. Важно создать такие конструкции, в которых возможна была бы регулировка напряжённого состояния.
Разработанные стальные подкрановые конструкции обеспечивают интенсивную эксплуатацию в течение 25–30 лет. Это достигнуто за счёт применения новой формы подкрановой конструкции – трубчатой, обладающей амортизирующими свойствами и большими (по сравнению с двутаврами) моментами сопротивления при изгибе и кручении. Применение эллиптического профиля позволяет убрать верхний поясной сварной шов от места приложения динамических локальных воздействий, возникающих от колёс крана и уменьшить концентраторы напряжения в верхней зоне, сводя их к единице.
Конструктивная форма подкрановых балок является основным фактором, влияющим на их выносливость и долговечность. Разработанные аналитические зависимости позволили повысить моменты сопротивления эллиптических трубчатых профилей до своего максимума. На основании полученных зависимостей составлен сортамент эллиптических труб. Реализована идея совместной работы двух параллельных подкрановых конструкций по средним рядам колонн и доказана эффективность их совместной работы, получены аналитические зависимости для параллельных рельсовых путей, позволяющие значительно повысить долговечность конструкций с одновременным понижением материалоёмкости на 20…25 %. Внедрены новые способы и технология восстановления проектного положения подкрановой конструкции посредством лёгких монтажных домкратов без применения кранового оборудования. Эти способы повысили долговечность и ремонтопригодность. Одновременно наблюдается значительная экономия из-за выполнения работ без остановки технологического процесса и механизации процесса рихтовки.