ISO 8686-5:2005: Комбинации нагрузок для мостовых кранов
ISO 8686-5:2005 «Краны. Нагрузки и комбинации нагрузок. Часть 5: Мостовые краны» — это стандарт проектирования комбинаций нагрузок для мостовых кранов. Стандарт устанавливает классификацию нагрузок, их нормативные значения и методы комбинирования при расчёте мостовых кранов по методу предельных состояний.
Классификация нагрузок и нормативные значения
Постоянные нагрузки G (собственный вес моста, тележки, рельса), переменные нагрузки Q (подвешенный груз, ветровая нагрузка, ударные воздействия), особые нагрузки A (землетрясение, столкновение). Коэффициент динамической нагрузки — 1,1–1,3 (большие значения для тяжёлых режимов работы), коэффициент удара при движении — 1,1–1,3. Специфические для мостовых кранов: коэффициент неравномерности распределения давления ходовых колёс тележки — 1,05–1,1, горизонтальные нагрузки (сила тяги моста крана — 15%, сила привода тележки — 10%, отклонение подвешенного груза — 5–8%).
Комбинации нагрузок при проектировании
Комбинация I для предельных состояний первой группы (ULS): γG×G + γQ×Q (γG = 1,2; γQ = 1,5). Комбинация II (ULS): основная + ветровая нагрузка + неравномерность давления колёс × 0,9. Комбинация для предельных состояний второй группы (SLS): G + Q с нормативными значениями (прогиб ≤ L/400–L/500). Комбинация для предельных состояний по усталости (FLS): с учётом коэффициента спектра нагрузок. Расчётные сечения — середина пролёта (максимальный изгибающий момент), опорная зона (максимальная поперечная сила), четверть пролёта.
| комбинация | Нагрузка | раздельный пункт | проверочный расчёт |
|---|---|---|---|
| ULSⅠ | G+Q | γG=1.2,γQ=1.5 | Прочность/устойчивость |
| ULSⅡ | G+Q+W+перекос рельса | ×0.9 | дополнительный |
| SLS | G+Qнормативное значение | без разделения | прогиб/вибрация |
| FLS | спектр нагрузок | спектрКоэффициент | Усталость |
Проверка состояния главной балки
Строительный подъём главной балки контролируется ежемесячно (норматив — не менее S/2000, допустимый прогиб за год — не более S/3000). Горизонтальный изгиб проверяется ежеквартально (допуск — не более S/2000). Волнообразная деформация стенки балки оценивается раз в полгода (допуск — не более 3 мм/м). Состояние окраски проверяется ежегодно (допустимая площадь коррозии — не более 5%). Болтовые соединения концевой балки подлежат контролю крутящего момента с периодичностью один раз в квартал.
| осмотр | периодичность | метод | Стандарт |
|---|---|---|---|
| строительный подъём | ежемесячно | нивелир | ≥S/2000,годПрогиб≤S/3000 |
| горизонтальный изгиб | ежеквартально | растяжениеСтальная проволока | ≤S/2000 |
| волнистостьДеформация | раз в полгода | линейка | ≤3mm/m |
| окраска | ежегодно | визуальный | Коррозия≤5% |
| Концевая балкаБолт | ежеквартально | динамометрический ключ | согласноСпецификация |
Постоянная нагрузка G в конструкции мостового крана включает собственный вес главной балки, концевых балок, тележки, подкрановых путей с крепёжными элементами, а также электрического оборудования (троллейный шинопровод, кабели и т.д.). Собственный вес главной балки составляет примерно 40–50% от общей постоянной нагрузки и является основным фактором, определяющим конструкцию. Собственный вес главной балки можно регулировать за счёт оптимизации поперечного сечения и соотношения высоты к пролёту — экономичное соотношение высоты коробчатой балки к пролёту обычно составляет 1/12–1/18 (чем больше пролёт, тем меньше соотношение), а расстояние между стенками балки (ширина коробки) принимается равным 0,4–0,5 высоты балки. Давление ходовых колёс тележки передаётся на верхний поясной лист главной балки через подкрановый рельс; местные изгибающие напряжения в верхнем поясном листе следует контролировать рациональным размещением поперечных рёбер жёсткости (шаг ≤ 2 высоты стенки балки).
Горизонтальные нагрузки мостового крана значительно меньше вертикальных, однако при больших пролётах и большой грузоподъёмности их нельзя игнорировать. Продольная горизонтальная сила инерции, возникающая при пуске и торможении моста крана, рассчитывается как 15% от максимальной силы тяги ведущих колёс (количество ведущих колёс определяется исходя из общего веса моста и коэффициента трения между ходовыми колёсами и рельсом, который принимается равным 0,12–0,15). Поперечная горизонтальная сила инерции при пуске и торможении тележки принимается равной 10% от силы тяги тележки. Горизонтальное усилие от раскачивания подвешенного груза зависит от высоты подъёма и амплитуды раскачивания — при высоте подъёма более 12 м амплитуда раскачивания груза в процессе подъёма и передвижения может достигать 0,5–1 м, а возникающая горизонтальная сила инерции может составлять 5–8% от веса подвешенного груза. Для мостовых кранов, работающих на открытом воздухе, также следует учитывать ветровую нагрузку — расчётное ветровое давление на боковую поверхность главной балки принимается равным 250 Н/м² (рабочее состояние), а расчётная площадь восприятия ветра определяется как проекция боковой поверхности главной балки, умноженная на коэффициент заполнения 0,5 (для двухбалочной схемы при совместном восприятии ветра — 0,4).
Часто задаваемые вопросы
В: Классификация нагрузок?
О: Постоянная G, переменная Q, особая A. Особенности: коэффициент перекоса 1,05–1,1; продольная горизонтальная сила 15%; поперечная — 10%; раскачивание — 5–8%.
В: Комбинации нагрузок?
О: ПС-I (γG=1,2; γQ=1,5), ПС-II (×0,9), ПС (без коэффициентов), УС (спектральные коэффициенты).
В: Контрольные сечения?
О: Середина пролёта (максимальный изгибающий момент), опорное сечение (максимальная поперечная сила), четверть пролёта. Прогиб ≤ L/400–L/500, собственная частота ≥ 2 Гц.
В: Проверка главной балки?
О: Строительный подъём — ежемесячно, горизонтальный изгиб — ежеквартально, окраска — ежегодно. Мостовые краны Келуде Тяжёлая Промышленность проектируются по всем комбинациям нагрузок.
