Нагрузка от крана на грунт

Расчет нагрузок на опоры крана

Максимальную величину грузки, действующие извне на плиты домкратов (именно на них опираются выносные опоры) фиксируются у крана, перегружающего контейнеры. Для расчётов предположим, что вылет стрелы рассматриваемого устройства составляет 25 м, а полная масса перемещаемого груза, включая захваты, 16 тонн.

Кран, в процессе перемещения грузов, опирается на домкраты. Поэтому можно отнести конструкцию сформированного портала к жёстким рамам.

При этом значения опорных давлений V на каждую из опор A, B, C, D (Va, Vb…) рассчитывается по следующей формулам:

• для Va, Vc
  
• для Vb, Vd

G0 – совокупная масса (груз плюс поворотная часть)

• Q – масса груза, принятая нами за 16 т;
• G1 –масса, которую имеет портал, укомплектованный пневмотележками – 86 т
• Gc – совокупная масса блока «стрела+ противовес» — 51.04 т;
• Gп – вес платформы опорно-поворотной – 22.8 т;
• S – расстояние по ходу движения крана между плитами, на которые опираются домкраты – 9.5 м;
• b – поперёк хода – 10.5 м;
• t0=t1- расстояние, замеряемое между осью вращения и двумя центрами тяжести (t1 – ходовой части, t0 — поворотной) рассматриваемого портала;
• k1=k2 – равно единице – используемые коэффициенты;
• MX, MY – величины моментов в плоскостях Y и X.

Их значения определяются по следующим формулам

• l – расстояние от центра тяжести крановой поворотной части до оси его вращения – 5.3 м;
• ? – угол, на который поворачивается стрела – 45 градусов;
• величина MH/X равна сумме двух моментов:
  • МВ – формируется ветровой нагрузкой (давлением ветра), измеряется в тм
  • 
  • МИ – создаётся благодаря силе инерции, возникающей при опускании (подъёме) груза, измеряется в тм. Из формулы ниже вытекает, что МИ=9.13 тм.
  • 

• V1= один метр/сек – скорость, с которой кран опускает/поднимает груз в 16 тонн;
• t1= 2/5 сек – время пуска подъёмного механизма (его торможения);
• q=9.81 м/сек – ускорение (константа).

Необходимо рассчитать значения моментов:

Далее определяем величину давления, действующего на каждую из опор, A-D (V тонн)

Vd = минус 1.56 т.

Отрицательное значение нагрузки на четвёртую опору указывает на то, что в процессе работы происходит её отрыв от грунта. В этот момент все опорные давления перераспределяются между тремя оставшимися опорами. Для этого используются иные формулы. Величина Va рассчитывается так

Значение Vb, так

Принимаем t0=t1 равно нулю.

Отсюда Va равно

Также рассчитываем величины остальных нагрузок.

Если кран перемещается с грузом на стреле, то просчитывают нагрузку, действующую на колёса, имеющиеся:

• во-первых, у выносных опор;
• во-вторых, у ходовых тележек.

У крана, совершающего подобное перемещение, стрела находится в положении минимального вылета. При этом её хобот наклонён в направлении портала. Она фиксируется перпендикулярно направлению перемещения.

При этом центр тяжести противовеса максимально удаляется от оси, вокруг которой может вращаться платформа поворотная.

Максимальная нагрузка на колёса, находящиеся на ребре «А». Необходимо дополнительно учитывать давление ветровой нагрузки.

Нагрузки инерционного характера в расчёт не берутся. Это объясняется тем, что фиксация стрелы в положение, допускающее перемещение крана, подъём груза осуществляется при опирании самого крана на домкраты выносных опор. По завершению движения, он также выставляется на них. Только после этого груз опускается.

Приобрести строительные и консольные краны в ассортименте всегда можно здесь.

Расчет нагрузок на опоры крана с учетом характеристик упругости рамы, опорных элементов и грунта Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Редькин А. В., Сорокин П. А., Чернов А. В.

Рассмотрен процесс внедрения в имеющиеся формулы коэффициентов, позволяющих учесть при расчете опорных реакций упругость рамы мобильного стрелового крана, его опорных элементов и деформации грунта

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Редькин А. В., Сорокин П. А., Чернов А. В.

Влияние анкеровки выносных опор на устойчивость мобильных транспортно-технологических машин, оснащенных стреловыми манипуляционными системами

Исследование устойчивости мобильных грузоподъемных машин методом конечных элементов

Повышение безопасности эксплуатации мобильных транспортно-технологических машин с манипуляционными системами при работе с аутригерами

Компьютерное моделирование процесса потери общей устойчивости мобильной машины, оснащенной стреловой манипуляционной системой

Обеспечение общей устойчивости базовых колесных станций мобильных канатных дорог
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Расчет нагрузок на опоры крана с учетом характеристик упругости рамы, опорных элементов и грунта»

А.В. Редькин, канд. тех. наук, доц, (4872) 27-60-22, ra171171@yandex.ru (Россия, Тула, ТулГУ),

П.А. Сорокин, д-р техн. наук, проф., (495) 684-22-08, pavalsor@rambler.ru (Россия, Москва, МИИТ),

А.В. Чернов, асп., (48746) 31-45-99, chernov.rs@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)

РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ОПОРЫ КРАНА С УЧЕТОМ ХАРАКТЕРИСТИК УПРУГОСТИ РАМЫ,

ОПОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ГРУНТА

Рассмотрен процесс внедрения в имеющиеся формулы коэффициентов, позволяющих учесть при расчете опорных реакций упругость рамы мобильного стрелового крана, его опорных элементов и деформации грунта.

Ключевые слова: стреловые самоходные краны, нагрузки на опоры, упругость металлоконструкций, просадка грунта.

При работе мобильного стрелового грузоподъемного крана нагрузки на грунт передаются через гидроцилиндры выносных опор, следовательно, состояние груна под опорой определяет положение в пространстве плоскости опорного контура. Это говорит о том, чо угол наклона крана в процессе работы будет зависеть не только от упругости выносных опор, но и от коэффициента жесткости груна под опорой.

Предлагается рассмотреть имеющиеся сведения о расчете нагрузок на опоры при работе механизма вращения крана, и на основании имеющихся данных привести расчетные формулы для опор крана с учетом механических характеристик грунта под опорой.

Для четырехопорной расчетной схемы (рис. 1) при жесткой ходовой раме нагрузки на опоры RA, RB, RC,, RD определяются по формулам [1]:

RB = Gдз + pd-М В 2 21

Rc =Gдл +ра + м С 2 21

rd = ^ + pd-М D 2 2/

cos а -M sin а К .

cos а M sin а К .

cos а + M sin а К .

cos а + M sin а К

где Он.п., Gн.з. — вес автомобильного шасси, приходящийся на переднюю и

заднюю оси; М — действующий момент; Р — суммарный вес крана и груза; Ьп, Ьз- размер колей передних и задних колес; Кр — коэффициент распределения опрокидывающего момента, действующего поперек шасси.

Рис. 1. Схема к расчету нагрузок на опоры автомобильного крана

С другой стороны предлагается расчет нагрузки на опоры трехопорного контура крана, так же приводимый в [1].

Рассмотрим нагрузки, действующие на опорный контур в зависимости от местоположения стрелы в горизонтальной плоскости. На опорные части крана действует вес Он неповоротной части (рис. 2), центр масс которой находится на пересечении осей симметрии рамы и вертикаьной составляющей Р равнодействующей всех сил, действующих на поворотную часть, в ключа вес поворотной части и груза.

В произвольном положении радиус R, на котором находится точа приложения силы Р относительно оси вращения, расположенной на расстоянии х0 от центра симметрии, находится под углом а к продольной оси крана. Кроме того, воздействие на опоры окаывает горизонтальна со-ставляюща W, проходяща на высоте Н от основания крана.

Приложив точке О, являющейся проекцией оси вращения на опорную плоскость, по две равные и противоположно по направлению силы Р и W, получим силы Р и W, перенесенные в точку О, и момент М =р ■R +W ‘H. Раложим силу Р по опорам обратно пропорционально расстояниям точки ее приложения от опор. Момент можно раложить на Мх = М ■ cos а и М2 = М — sin а с расположен ем соответствующих пар в продольной и поперечной плоскостях.

Рис. 2. Схема для определения опорных нагрузок

При работе одна из опор четырехопорного крана теряет контакт с грунтом и опирание происходит только в трех точках и, как правило, рассматривается трехопорная схема (A-C-D на рис. 2).

Для определения нагрузок на опоры используется тот же метод, что и для определения нагрузок, когда в работу включены все четыре опоры. Распределим по опорам A, C и D силу Р и моменты М1 = М — cos а и М2 =М — sin а и учтем, что одна из опор выключена из работы, момент M¡ могут воспринять только опоры С и D, а момент М2 только опоры А и С, что приводит к кручению башни. Получим

Проведем анаиз имеющихся данных. Основополагающим принимается метод определения реакций опор для трехопорного контура.

Следует оговорить то, что в примере определения нагрузок на опоры в четырехопорном контуре был принят коэффициент распределения опрокидывающего момента, зависящий от жесткости элементов шасси, которые не принимают участия при нагружении в рассматриваемых стреловых кранах (шины колес, рессоры и т.д.). В современных условиях стреловые краны опираются при работе на выносные гидравлические опоры. При

расчете следует оставить лишь возможность учитывать жесткость рамы при кручении, что подразумевает восприятие опрокидывающего момента рамой в продольном и поперечном направлении, а не только в поперечном направлении, как предлагалось в [1]. Также следует учитывать жесткость таких элементов, как гидравлические опоры. В расчет следует включить слагаемое длт учета просадки или уплотнения грунта.

Итак, длт учета жесткости рамы и выносных элементов опор при кручении введем коэффициенты Крпопер и Кр.прод [2]. Уравнения длт оп-

ределения нагрузок на опоры будет иметь вид:

Помогите посчитать нагрузку от крана на грунт

Здравствуйте! Помогите пожалуйста! Вопрос в следующем. Есть козловой кран весом 70т который ходит по рельсам, под рельсами по всей длине уложены сборные ж/б подушки шириной 800 мм. Не могу никак понять как будет распределяться нагрузка от колес крана по рельсам а далее на грунт, на какой площади по длине рельса она действует и как узнать нагрузку на 1м погонный на этой длине. Или если нагрузка распределяется по всему рельсу то как узнать нагрузку на грунт под колесом в крайнем положении крана у тупика?

Просмотров: 3091

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Регистрация: 30.01.2008
Сообщений: 18,648

Смотрели СП 12-103-2002 Пути наземные рельсовые крановые. Проектирование, устройство и эксплуатация ?

Традиционно условно считается (упрощение реальности) для инженерных расчётов распространение напряжений в конструкциях под углом 45 градусов.
То есть от точки касания колеса рельсов под 45 градусов вниз. Будет около 300-400 мм длины рельса. Далее у рельса есть некая площадь опирания. Видимо рельс будет нагружать всю ширину ж.б. подушки/шпалы в зоне, где рельс.
Вот вам и ответ: 800 мм х ширина подошвы рельса+2*высоту ж.б. шпалы (это около 600-800 мм).
Итого в инженерном расчёте на грунт будет действовать штамп около 800х800 мм.
Но сразу после загружения штамп продавит грунт на 5-10 мм и придётся учитывать включение в работу всей шпалы, которая изогнётся под нагрузкой.
Так что шпала это балка на упругом основании. Никогда не считал, говорят легко. Но если вы с сопроматом не в ладах, то никогда не сможете.

Посмотрел СП, сам им не пользуюсь. Вроде бы там попроще расчёты.

__________________
«Безвыходных ситуаций не бывает» барон Мюнхаузен

Крановые и тормозные нагрузки

Добрый день подскажите пожалуйста. как правильно задавать нагрузки крановые и тормозные! Я знаю что на каждую балка приходится от крана распределенная нагрузка округленно по пять тонн! А как это все задать?! Спасибо!

Страницы: Пред. 1 2
Крановые и тормозные нагрузки
17.03.2015 13:27:53

Уважаемый Владимир М !
Так как в программе РСН сопутствие по умолчанию не предусмотрено, то краново-тормозные сочетания нужно сформировать самостоятельно.Так, например, для загружения 6 получится 9 столбцов коэффициентов: 6, 6+9, 6-9, 6+10, 6-10, 6+9+10, 6+9-10, 6-9+10, 6-9-10 в комбинации с постоянными загружениями. И это только в 1-м основном сочетании. И это при том, что Вы даете ограничение: 1 кран — 2 тормоза.
Во 2-м основном сочетании краново-тормозные сочетания нужно увязать еще и со снегом и ветром.
С уважением, Е. Стрелецкий.

Владимир М
Посетитель
Сообщений: 56 Баллов: 45 Рейтинг: 11 Регистрация: 08.02.2010
17.03.2015 14:29:50

Цитата

Евгений Стрелецкий написал: Уважаемый Владимир М ! Так как в программе РСН сопутствие по умолчанию не предусмотрено, то краново-тормозные сочетания нужно сформировать самостоятельно.Так, например, для загружения 6 получится 9 столбцов коэффициентов: 6, 6+9, 6-9, 6+10, 6-10, 6+9+10, 6+9-10, 6-9+10, 6-9-10 в комбинации с постоянными загружениями. И это только в 1-м основном сочетании. И это при том, что Вы даете ограничение: 1 кран — 2 тормоза. Во 2-м основном сочетании краново-тормозные сочетания нужно увязать еще и со снегом и ветром. С уважением, Е. Стрелецкий.

Евгений Стрелецкий , я могу самостоятельно задать все РСН в данной таблице с учетом всех возможных сочетаний (потому как 2-е основное выдает очень много РСН, при этом в сочетаниях присутствуют все «тормоза», ведь в отличии от табл. РСУ в РСН нет функции «сопутствующие загружения» (просьба учесть данную функцию в последующих версиях)) и в последствии все это импортировать в ФОК-ПК?

Владимир М
Посетитель
Сообщений: 56 Баллов: 45 Рейтинг: 11 Регистрация: 08.02.2010
19.03.2015 13:12:12
Изменено: Владимир М — 19.03.2015 19:18:12 ( вопрос решен )
Администратор
Сообщений: 570 Баллов: 1006 Рейтинг: 108 Регистрация: 13.05.2010
19.03.2015 14:16:28

Цитата

Владимир М написал: еще одна просьба — проверьте пожалуйста горизонтальные связи и распорки, если их задавать из двойного уголка (тавровое сечение), то программа подбирает неадекватные сечения, как будто там заложен 1 уголок (второго не видит). Либо я что-то делаю не правильно (хотя в ручную проверяю по гибкости), либо ошибка в жесткостях. С вертикальными связями из двойных уголков такой проблемы нет.

Давайте, конкретно, номер элемента и таблицу результатов по проверкам.

С уважением, Алексей Тищенко

Владимир М
Посетитель
Сообщений: 56 Баллов: 45 Рейтинг: 11 Регистрация: 08.02.2010
19.03.2015 15:20:08
Изменено: Владимир М — 19.03.2015 16:56:34 ( разобрался )
Владимир М
Посетитель
Сообщений: 56 Баллов: 45 Рейтинг: 11 Регистрация: 08.02.2010
19.03.2015 15:42:44

.
с вопросом разобрался. Иногда полезно сопромат перечитать и вспомнить.
спасибо за отклик и извините за беспокойство

Изменено: Владимир М — 19.03.2015 16:55:31
Заглянувший
Сообщений: 1 Рейтинг: 0 Регистрация: 05.11.2015
05.11.2015 08:53:20

Здравствуйте товарищи. Интересует 2 вопроса:
1) Каким образом задать крановую нагрузку от одного мостового крана в объемной схеме.
2) Как правильно учесть крановую нагрузку для сейсмического воздействия.

P.S. Прикладываю схему без нагрузок для общего представления. Подкрановые пути по осям А/1 и В/1. Если не сложно показать на любом примере, как же это правильно сделать.

Прикрепленные файлы

• схема.lir (1.61 МБ)

Заглянувший
Сообщений: 1 Рейтинг: 0 Регистрация: 09.01.2015
23.11.2016 15:20:28

С уважением, Е. Стрелецкий.

Добрый день!
Уточните пожалуйста, в вашем тексте Т1 — продольный тормоз, Т2 — поперечный?
и соответственно в таблице РСУ два сопутствующих тормоза — это один продольный, другой поперечный?
зараннее спасибо.

Изменено: Алексей — 23.11.2016 15:22:19
Евгений Стрелецкий
Администратор
Сообщений: 124 Баллов: 148 Рейтинг: 6 Регистрация: 14.05.2009
23.11.2016 18:05:11

Уважаемый Алексей! В приведенной выдержке говорится о принципе работы РСУ, а не о принципах работы кранов и тормозов.
Кстати, если речь идет о торможении самог о крана, то торможение происходит вдоль кранового пути. А если речь идет
о торможении тележки — то поперек.
Подробнее о кранах и вообще о нагрузках сказано в книге В.Н. Гордеев и др. «Нагрузки и воздействия на здания и сооружения», ИАСВ, 2007 год.
(в частности, стр.98, 1-й абзац)
С уважением, Е. Стрелецкий

Заглянувший
Сообщений: 1 Рейтинг: 0 Регистрация: 30.05.2017
30.05.2017 10:55:19

Добрый день.
Подскажите, пожалуйтса.
Согласно мануалу Лиры продольные и поперечные горизонтальные крановые нагрузки (тормозные) взаимоисключаются для одного крана (пролета). А если здание многопролетное? Допустим двухпролетное (с одним краном в каждом пролете). Могут ли в одну комбинацию войти крановая поперек пути 1го пролета и продольная горизонтальная 2го пролета?
Спасибо.

Евгений Стрелецкий
Администратор
Сообщений: 124 Баллов: 148 Рейтинг: 6 Регистрация: 14.05.2009
31.05.2017 10:58:58

Уважаемый SONOME ! Программа сама выберет наиболее неблагоприятное сочетание кранов. При этом не забывайте в таблице РСУ задавать ОГРАНИЧЕНИЕ ДЛЯ КРАНОВ И ТОРМОЗОВ. Как правило, рекомендуется задавать 2 крана и 1 тормоз.
С уважением, Е. Стрелецкий.

Заглянувший
Сообщений: 1 Рейтинг: 0 Регистрация: 20.01.2022
20.01.2022 16:50:33

Добрый день! Вот как ни старался я разобраться, так и не понял до конца. Давайте на конкретном примере. Здание трехпролетное. В каждом пролете есть кран. В двух крайних пролетах грузоподъемностью 5,0 тонн, в среднем 3,2 тонны. Во всех предыдущих постах никто не поднял вопрос о том, что груз может перемещаться по мосту крана на тележке. То есть при стоящем на месте мосту крана, на левую и правую подкрановые балки может передаваться различная нагрузка. В крайних положениях это вес моста, поделенный пополам + вес тележки с грузом слева и потом справа. И, следовательно, нагрузка на тормозные колеса разнится (в зависимости от того, к какому из тормозных колес ближе тележка с грузом). Значит для каждого пролета варианты КРАНОВОЙ нагрузки следующие:
1) Кран на оси первой колонны, тележка слева;
2) Кран на оси первой колонны, тележка справа;
3) Кран в центре первого пролета подкрановой балки, тележка слева;
4) Кран в центре первого пролета подкрановой балки, тележка справа;
5) Кран на оси второй колонны, тележка слева;
6) Кран на оси второй колонны, тележка справа;
7) Кран в центре второго пролета подкрановой балки, тележка слева;
4) Кран в центре второго пролета подкрановой балки, тележка справа;
И так далее, и по каждому из трех пролетов, вдоль которых движется мосты трех кранов.
Более того. Так как нагрузки на тормозные колеса разнятся, то и продольная (вдоль кранового пути) ТОРМОЗНАЯ сила разная (по СП 0,1 от вертикальной нагрузки на тормозное колесо).
ВОПРОС№1. Почему в посте №13 сказано, что тормоз на левое и правое колесо прикладывается в разные загружения? Они же одновременно прикладываются по идее! Тормозит то мост двумя колесами, а не одним! То есть я так понимаю, что загружение№1 (КРАНОВОЕ) — это вертикальная составляющая (причем при тележке слева и справа), загружение№2 (ТОРМОЗНОЕ) сразу на обе стороны в зависимости от нагрузок на колесо, приложенная вдоль рельса (подкранового пути). А что тогда загружение№3? Может быть Тормоз тележки с грузом поперек пролета (по СП 0,05 от веса тележки с грузом при гибком подвесе)? Просто об этом ничего не сказано, сколько я ни искал!
ВОПРОС№2. Вытекает из Вопроса№1. Если в загружения 2 и 3 прикладывается тормоза от моста крана (еще раз повторюсь, я совсем не понимаю смысла задавать лево и право отдельно, если тормозят колеса одновременно), то куда задается поперечная нагрузка от торможения тележки с грузом?
ВОПРОС№3. Как сказано у меня выше, один и тот же кран при его «накатывании» по пролету, прикладывается несколько раз (опора-лево, опора право, пролет-лево, пролет право, и т. д.). При задании в таблице РСУ условия, что одновременно можно учесть 2 крана и один тормоз, получается что у меня могут быть учтены к примеру опора-лево и следующий пролет-лево (и конечно это даст максимальные усилия), то есть мы как будто учитываем один и тот же кран в двух положениях. Но это же неверно! У меня же только один кран ездит по пролету! А вот что мне действительно нужно учесть, так это работу двух кранов в соседних пролетах (если например к одной колонне подъедут 2 крана их соседних пролетов, и еще в добавок подведут тележки с грузами). Как это все задать? Указывать в крановых загружениях взаимоисключение для крановых нагрузок, действующих в одном пролете? Учтет ли при этом алгоритм описанную ранее ситуацию (два крана из разных пролетов подъехали на одну колонну)?
ВОПРОС№4. Если все же в первом КРАНОВОМ загружении задавать вертикальную составляющую (лево и право), во втором ТОРМОЗНОМ задавать тормозные усилия по левому и правому тормозным колесам, а в третьем ТОРМОЗНОМ задавать торможение тележки с грузом поперек пролета, то как будет учитываться торможение? Сразу по обоим направлениям (вдоль и поперек)? Или по каждому отдельно? Или и так и так?
Вопрос№5. Учитываются ли сочетания КРАНОВЫХ нагрузок и СЕЙСМИЧЕСКИХ?
Спасибо!