Подкрановые балки из прокатного двутавра

Подкрановые балки из прокатного двутавра — несущие элементы крановых путей, изготовленные на основе стандартных двутавровых балок по ГОСТ 8239 или ГОСТ 26020 с усилением верхнего пояса для восприятия местного давления от колёс крана. ГК «СтилКонстракшн» с 2020 года проектирует и изготавливает подкрановые балки из двутавров для лёгких мостовых кранов грузоподъёмностью до 5 тонн в небольших цехах, ремонтных участках и складах. Завод в Брянске площадью 5000 м² оснащён сварочным оборудованием для усиления двутавров накладками и рёбрами жёсткости, а также фрезерными станками для обработки опорных поверхностей. Команда из 14 специалистов выполнила 65+ проектов с подкрановыми балками из двутавров, обеспечив экономию средств заказчика на 20–35% по сравнению со сварными балками.

Конструктивные решения

Подкрановые балки из прокатного двутавра изготавливаются по трём схемам усиления:

• Двутавр без усиления — применяется для кранов грузоподъёмностью до 2 т при пролёте до 4,5 м и лёгком режиме работы (группа А1–А3). Двутавр подбирается с запасом прочности 1,3–1,5, чтобы верхняя полка выдержала местное давление от колеса крана (50–80 кг/см²). Рельс КР-70 укладывается непосредственно на полку двутавра. Сечения: двутавр 20–30.
• Двутавр с накладкой на верхнюю полку — для кранов 3,2–5 т при пролёте 4,5–6 м и среднем режиме работы (группа А4–А5). К верхней полке двутавра приваривается стальная полоса толщиной 10–16 мм, шириной 150–200 мм. Накладка распределяет местное давление от колеса крана (80–120 кг/см²) на большую площадь, предотвращая деформацию полки двутавра. Сечения: двутавр 30–45 + накладка 150×12–200×16 мм.
• Двутавр с верхним листом и рёбрами — для кранов 5–8 т при пролёте до 6 м и тяжёлом режиме работы (группа А6). К верхней полке двутавра приваривается лист толщиной 16–20 мм, шириной 250–300 мм. Между верхним листом и полкой двутавра устанавливаются вертикальные рёбра жёсткости толщиной 8–10 мм с шагом 800–1200 мм. Рёбра обеспечивают совместную работу листа и двутавра. Сечения: двутавр 40–55 + лист 250×18–300×20 мм.

Схема усиления	Грузоподъёмность, т	Пролёт, м	Сечение	Цена, руб/м
Без усиления	до 2	3–4,5	Двутавр 20–30	от 4 800
С накладкой	3,2–5	4,5–6	Двутавр 30–45 + накладка	от 7 200
С листом и рёбрами	5–8	5–6	Двутавр 40–55 + лист	от 10 500

Технология изготовления

Производство подкрановых балок из прокатного двутавра включает:

1. Раскрой двутавра — прокатные двутавры длиной 11,7–12 м режем на ленточнопильном станке на отрезки требуемой длины (обычно 4,5–6 м). Точность реза ±1 мм. Торцы обрабатываем на торцефрезерном станке для обеспечения перпендикулярности к продольной оси (отклонение не более 0,5 мм).
2. Правка двутавра — прокатные двутавры часто имеют искривление 5–15 мм на длине 6 м. Правку выполняем на прессе усилием 50–100 т. Остаточная прямолинейность двутавра не более 1/2000 длины (для балки 6 м — не более 3 мм).
3. Изготовление усиливающих элементов — накладки и листы вырезаем из листового проката С245 или С345 толщиной 10–20 мм на станке плазменной резки. Рёбра жёсткости — из листа 8–10 мм. Отверстия под болты крепления рельса сверлим на радиально-сверлильном станке (диаметр 22 мм, шаг 600–800 мм).
4. Сварка усиления — накладку или лист укладываем на верхнюю полку двутавра, устанавливаем рёбра жёсткости (если требуется), прихватываем элементы с шагом 400 мм. Сварку выполняем полуавтоматом MIG/MAG (проволока Св-08Г2С, режим 180–220 А). Катет шва: 6 мм для накладок толщиной 10–12 мм, 8 мм для листов толщиной 16–20 мм. Сварщики с аттестацией НАКС. Контроль: ВИК 100%.
5. Правка после сварки — сварочные деформации (прогиб, скручивание) устраняем на прессе. Остаточный прогиб балки не более L/3000.
6. Изготовление опорных узлов — к торцам балки привариваем опорные пластины толщиной 12–16 мм с отверстиями под болты М20–М24 для крепления к надколонникам. Для восприятия горизонтальной нагрузки от торможения крана устанавливаем упорные планки высотой 60–80 мм.
7. Антикоррозионная защита — дробеструйная обработка до степени Sa 2½, грунтовка ГФ-021 (60 мкм), эмаль ПФ-115 (100 мкм). Верхняя поверхность накладки или листа (зона укладки рельса) не окрашивается.

Преимущества и ограничения

Подкрановые балки из прокатного двутавра имеют достоинства и недостатки по сравнению со сварными балками:

• Преимущества: снижение стоимости изготовления на 20–35% (меньше сварочных работ, не требуется автоматическая сварка под флюсом, не нужна термообработка), сокращение сроков изготовления до 10–14 дней (против 21–28 дней для сварных балок), возможность использования складского запаса двутавров (не требуется заказ листового проката), простота ремонта (при износе верхней полки можно приварить новую накладку без замены всей балки).
• Недостатки: увеличение массы балки на 15–25% по сравнению со сварной балкой аналогичной несущей способности (двутавр имеет одинаковые верхний и нижний пояса, что неэффективно), ограничение по грузоподъёмности кранов (до 8 т, для более тяжёлых кранов требуются сварные балки), ограничение по пролёту (до 6 м, так как прокатные двутавры высотой более 60 см не выпускаются).

Области применения

Подкрановые балки из прокатного двутавра применяются в объектах с лёгкими кранами:

• Ремонтные участки — краны 2–3,2 т для обслуживания ремонта легковых автомобилей, фургонов, мини-тракторов. Пролёт участка 6–9 м, подкрановые балки длиной 4,5 м опираются на колонны с шагом 4,5 м. Режим работы — лёгкий (группа А3), 200–500 включений в смену.
• Небольшие склады — краны 3,2–5 т для погрузки-разгрузки паллет, мешков, ящиков. Пролёт склада 9–12 м, шаг колонн 6 м. Режим работы — средний (группа А4), 500–1000 включений в смену.
• Мастерские и производственные участки — краны 5 т для перемещения деталей станков, сборочных узлов, заготовок. Пролёт 9–12 м, шаг колонн 6 м. Режим работы — средний (группа А5), 800–1500 включений в смену.
• Временные сооружения — краны 3,2–5 т для строительных площадок, временных складов. После завершения работ краны демонтируются, подкрановые балки можно использовать повторно на другом объекте.

Для ремонтного участка автопарка в Туле (2023 год) мы изготовили 8 подкрановых балок из двутавра 36 с накладкой 180×12 мм длиной 4,5 м для кранов грузоподъёмностью 3,2 т. Масса балки — 64 кг/м (двутавр 52 кг/м + накладка 12 кг/м). Балки смонтированы на колоннах высотой 6 м, выдерживают вертикальную нагрузку от колеса крана 4,5 т и горизонтальную нагрузку 0,8 т. Экономия по сравнению со сварной балкой составила 28%. Подробности — в портфолио.

Расчёт балок из двутавра

При расчёте подкрановых балок из прокатного двутавра выполняем проверки:

• Прочность двутавра на изгиб — напряжения в крайних волокнах σ = M / Wx не должны превышать Ry = 245 МПа для стали С245. Момент сопротивления Wx берём из сортамента двутавров. Для двутавра 36 Wx = 743 см³, для пролёта 4,5 м и нагрузки от крана 3,2 т момент M = 4,5 · 4,5 / 4 = 5,06 т·м, напряжение σ = 506 000 кг·см / 743 см³ = 681 кг/см² = 68 МПа (запас прочности 3,6).
• Местное смятие верхней полки — давление под колесом крана p = Pмакс / Aконт не должно превышать расчётного сопротивления смятию Rp = 375 МПа для стали С245. Площадь контакта Aконт зависит от типа рельса и ширины полки двутавра. Для двутавра 36 (ширина полки 145 мм) и рельса КР-70 Aконт = 145 · 80 = 116 см². При нагрузке 4,5 т давление p = 4500 кг / 116 см² = 39 кг/см² = 3,9 МПа (допустимо).
• Прогиб балки — предельный прогиб L/400 = 4500/400 = 11 мм. Прогиб двутавра f = P·L³ / (48·E·Ix), где Ix — момент инерции сечения двутавра. Для двутавра 36 Ix = 13 380 см⁴, прогиб f = 4500 · 450³ / (48 · 2,1·10⁶ · 13 380) = 3,2 мм (допустимо).
• Прочность накладки — проверяем напряжения в накладке от изгиба (накладка работает как пластина на упругом основании — верхняя полка двутавра). Накладка толщиной 12 мм обеспечивает снижение местных напряжений под колесом крана на 40–50%.

Часто задаваемые вопросы

Для заказа подкрановых балок из прокатного двутавра или консультации по выбору сечения свяжитесь с нами по телефону +7 (499) 350-85-45 или email sale@gk-sc.ru. Наши инженеры выполнят расчёт балок, подберут оптимальную схему усиления и подготовят коммерческое предложение. ГК «СтилКонстракшн» — производство металлоконструкций с экономией средств заказчика.