3.3. Крановая нагрузка
Кран грузоподъемностью 320 кН, со средним режимом работы, пролет крана 18/16,5 м.
База 5100 мм. Ширина крана 6300 мм.
Максимальное
давление колеса
кН. Минимальное давление
.
Вес тележки – 87 кН.Вес крана – 280кН.
Мостовой кран рассматривают как балку на двух опорах (по 2 колеса на каждой опоре), загруженную собственным весом и тележкой с грузом, которая перемещается вдоль крана. При среднем положении тележки опорные реакции крана равны, при крайнем колосе крана давят на ближайшую подкрановую балку силами Pmax, а колеса с противоположной стороны – силамиPmin
Расчетное
усилие
,
передаваемое на колонну колесами крана,
определяется по линии влияния опорных
реакций подкрановых балок при невыгодном
расположении сближенных кранов на
балках:
Dmax= Υf·Pmax· Ψ·∑yi
Dmin= Υf·Pmin·Ψ·∑yi.
коэффициент надежности по нагрузке Υf=1,1 и Ψ – коэффициент сочетаний (при одновременной работе 2-х кранов Ψ=0,85, 4-х кранов – Ψ=0,7).
Dmax = Pmax·c·f·y =235·(0,475+0,9+1+0,575)·1,2·0,85=707,12кН,
Dmin = Pmin ·c·f·y=78·(0,475+0,9+1+0,575)·1,2·0,85=234,70кН
При торможении тележки с грузом возникает тормозное усилие Tk, которое передается на один путь и распределяется поровну между двумя колесами крана. Для кранов с гибким подвесом нормативное значение
Tk=0,05·(Q+Gт)/2,
где Gт – вес тележки; 0,05 – коэффициент трения, 2 – число колес крана на одном пути.
Расчетную горизонтальную силу от временного действия двух кранов определяют по линиям влияния:
T= γf·Tk·Ψ·∑yi.
Сила Т передается на колонну как горизонтальная опорная реакция подкрановой балки через соединительную деталь (стальную пластину) на уровне верхней грани балки, т.е. на расстоянии от консоли колонны, равном высоте подкрановой балки.
Тормозная сила от одного колеса крана
Tcr,n=(Q+Ql)·0,05=(280+87)·0,05=18,35кН.
Расчетная тормозная сила на крайнюю колонну от двух кранов
Т= Tcr,n·f·c·y=18,35·(0,475+0,9+1+0,575)·1,2·0,85=55,22кН
Дополнительно колонны воспринимают усилия от собственного веса подкрановых балок и крановых путей на длине: l=12 м.
Gпб= γf·Gб + γf·gп·l= 110кН.
Рис.2 – Линия влияния подкрановых балок.
4.Статический расчет поперечной рамы
Статический расчет рамы необходим для определения усилий (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил) в сечениях колонны. Так как колонна имеет переменное сечение по высоте, для расчета необходимо знать усилия в четырех расчетных сечениях:
1-1 расположено на отметке верха колонны; 2-2 максимально приближено к консоли колонны сверху, т.е. до изменения высоты сечения; 3-3 расположено сразу же после изменения высоты сечения колонны; 4-4 расположено в месте заделки колонны, т.е. на отметке -0,15 м
Статический расчет таких рам удобнее выполнять методом перемещений. В результате получаются упругие реакции верха стоек для каждого вида загружения и через них – усилия в расчетных сечениях. Расчет выполняем на компьютере по программе ASK, для чего необходимо подготовить исходные данные.
Усилие от массы надкрановой части колонны:
Где:γ–вес 1 м3 железобетона.
Для крайней колонны: Gв=1,1×0,4×0,5×5,74×25=31,57 кН
Усилие от массы подкрановой части колонны:
Для крайней колонны:Gн=1,1×0,4×1,1×(13,8-5,74)×25=97,53кН.
Рис.3- Сбор нагрузок на крайнюю колонну для программы ASK
Таблица 2
Данные для статического расчета поперечной рамы по программе ASK
№ п/п |
Характеристика |
Условное обозначение |
Размерность |
Крайняя колонна |
Средняя колонна |
1 |
Шаг колонн |
l |
м |
12 |
- |
2 |
Модуль упругости бетона |
Еb |
МПа (10-3) |
34,5 |
- |
3 |
Ширина сечения колонны |
b |
см |
40 |
- |
4 |
Высота сечения надкрановой части |
h (hв) |
см |
50 |
- |
5 |
Высота сечения подкрановой части |
c (hн) |
см |
110 |
- |
6 |
Высота сечения ветви |
d (hвт) |
см |
30 |
- |
7 |
Число отверстий в подкрановой части |
n |
шт |
3 |
- |
8 |
Высота (длина) колонны |
H |
м |
13,95 |
- |
9 |
Высота (длина) надкрановой части колоны |
F (Hв) |
м |
5,74 |
- |
10 |
Превышение над подкрановой балкой |
L |
м |
4,34 |
- |
11 |
Усилие от массы покрытия |
G(N) |
кН |
411,98 |
- |
12 |
ЭкцентриситетG относительно оси надкрановой части |
e(e1) |
см |
0 |
- |
13 |
Усилие от массы подкрановых балок |
Q(Gпб) |
кН |
110 |
- |
14 |
ЭкцентриситетQ относительно оси подкрановой части |
f(eпб) |
см |
45 |
- |
15 |
Усилие от массы надкрановой части колонны |
Gв |
кН |
31,57 |
- |
16 |
Усилие от массы подкрановой части колонны |
Gн |
кН |
97,53 |
- |
17 |
Усилие от снега на покрытии |
P |
кН |
127 |
- |
18 |
Максимальное давление кранов |
Dmax |
кН |
707,12 |
- |
19 |
Минимальное давление кранов |
Dmin |
кН |
234,7 |
- |
20 |
Тормозное воздействие тележки |
T |
кН |
55,22 |
- |
21 |
Давление ветра на шатер покрытия |
W |
кН |
25,2 |
- |
22 |
Активное давление ветра на колонну |
qω |
кН/м |
4,69 |
- |
23 |
Пассивное давление ветра на колонну |
q’ω |
кН/м |
2,93 |
- |
Получаем распечатку сочетаний нагрузок и внутренних усилий в колоннах, от разных видов загружения.
Усилия от ваpиантовзагpужений.
┌────┬─────┬──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │ │ Колонна по оси "A" │
│ но-│коэф-├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│мер │фици-│ усилия ( М в кН*м,N и Q в кН ) в сечениях │
│наг-│ ент ├─────────────┬─────────────┬─────────────┬────────────────────┤
│руз-│соче-│ 1-1 │ 2-2 │ 3-3 │ 4-4 │
│ ки │ та- ├──────┬──────┼──────┬──────┼──────┬──────┼──────┬──────┬──────┤
│ │ ния│ М │ N │ М │ N │ М │ N │ М │ N │ Q │
├────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼
от постоянной нагрузки
1 1.0 -9. 412. 25. 444. -58. 554. -22. 651. 4.
от максимальной вертикальной крановой нагрузки
2 1.0 0. 0. -86. 0. 232. 707. 108. 707. -15.
3 .9 0. 0. -78. 0. 209. 636. 98. 636. -14.
от минимальной вертикальной крановой нагрузки
4 1.0 0. 0. -42. 0. 64. 235. 3. 235. -7.
5 .9 0. 0. -38. 0. 57. 211. 3. 211. -7.
от горизонтальной крановой нагрузки на данную колонну
6 1.0 0. 0. -35. 0. -35. 0. 258. 0. 36.
7 .9 0. 0. -31. 0. -31. 0. 233. 0. 32.
от горизонтальной крановой нагрузки на соседнюю колонну
8 1.0 0. 0. 21. 0. 21. 0. 50. 0. 4.
9 .9 0. 0. 19. 0. 19. 0. 45. 0.3.
от снеговой нагрузки
10 1.0 0. 127. 12. 127. -27. 127. -10. 127. 2.
11 .9 0. 114. 10. 114. -24. 114. -9. 114. 2.
от ветровой нагрузки слева
12 1.0 0. 0. 127. 0. 127. 0. 577. 0. 74.
13 .9 0. 0. 114. 0. 114. 0. 519. 0. 67.
от ветровой нагрузки справа
14 1.0 0. 0. -143. 0. -143. 0. -516. 0. -57.
15 .9 0. 0. -129. 0. -129. 0. -465. 0. -52.
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Сочетания усилий.
┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Колонна по оси "A" │
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ усилия ( M в кН*м, N и Q в кН ) в сечениях │
├─────────────┬─────────────┬─────────────┬────────────────────┤
│ 1-1 │ 2-2 │ 3-3 │ 4-4 │
├──────┬──────┼──────┬──────┼──────┬──────┼──────┬──────┬──────┤
│ M │ N │ M │ N │ M │ N │ M │ N │ Q │
├──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼