3009

УДК 69.05:658.5.011.8(075.8) М81

Мосаков Б.С., Крашенинников Д.Д . Технология выбора монтажных кранов: Метод. указ. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2016. – 42 с.

Приведены рекомендации по выбору стреловых самоходных и башенных кранов при возведении зданий и сооружений. Показана взаимосвязь технологических параметров выбираемых кранов с конструктивными формами возводимых сооружений, что позволяет наиболее рационально рассчитать требуемые параметры того или иного крана.

Предназначены для студентов специальности СП, СВВ всех форм обучения, изучающих дисциплину «Технология возведения специальных зданий и сооружений».

Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Технология, организация и экономика строительства».

О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р д-р техн. наук, проф. Б.С. Мосаков

Р е ц е н з е н т ы:

завкафедрой «Технология строительного производства» НГАСУ д-р техн. наук, проф. М.М. Титов;

доц. кафедры ТОЭС СГУПСа, канд. техн. наук Л.Н. Немчи-

кова

©Сибирский государственный университет путей сообщения, 2016

©Мосаков Б.С., Крашенинников Д.Д., 2016

2

1. Выбор стрелового самоходного крана и расчет его технологических параметров

Краны подобного вида выбирают исходя из необходимой высоты подъема элементов конструкций, вылета стрелы крана и массы поднимаемого груза (грузоподъемности на необходимом вылете стрелы). При возможности осуществления монтажа кранами различных типов и марок выбранные краны сравнивают по стоимости их эксплуатации на данном строительстве.

Стреловые самоходные краны относят к группе мобильных монтажных средств, классификация которых приведена в табл. 1.1.

Опираясь на данные табл. 1.1, рассмотрим пример выбора строительного крана.

Определение высоты подъема крюка крана. Высота подъема крюка крана в соответствии с рис. 1.1 определяется из выражения

где Hм – высота монтажного горизонта от уровня стоянки крана; hз – запас по высоте из условия безопасного производства работ; hэ – высота монтируемого элемента; hт.п – высота такелажного приспособления.

4

Рис. 1.1. Схема определения высоты подъема крюка

где Qк – грузоподъемность крана; Q – масса поднимаемого груза; qт.п – масса такелажного приспособления.

Эксплуатационные возможности кранов характеризуются рядом параметров, к которым относятся: масса крана, грузовой момент, максимальная и минимальная грузоподъемности, вылет крюка L и a относительно оси вращения поворотной платформы и ребра опрокидывания с выносными опорами и без них соответственно. Ребром опрокидывания называют ось, относительно которой возможно опрокидывание крана при потере им устойчивости (рис. 1.2).

5

Однако до настоящего времени нет единой методики расчета грузового момента самоходных кранов. В некоторых случаях в качестве величины вылета крюка принимают расстояние (проекцию) от оси стоянки крана до головки стрелы, что, видимо, не совсем верно. В другом случае момент опрокидывания рассчитывают относительно ребра опрокидывания N.

Примем, что момент опрокидывания относительно оси, про-

где b – база крана или расстояние между выносными опорами; mкр – масса крана.

Из уравнений (1.3) и (1.4) определяем величины грузоподъемности QN и QB:

С помощью полученных уравнений (1.5) и (1.6), каждое из которых образует систему уравнений, определяем зависимость грузоподъемности крана от вылета крюка.

В качестве примера рассмотрим изменение величины грузоподъемности гусеничного крана КС-8165 в зависимости от вылета крюка в соответствии с предложенными способами расчета.

Кран КС-8165 (рис. 1.3) имеет дизель-электропривод, может работать от внешней сети переменного тока напряжением 380 В.

7

Основная стрела 20 м. Состоит из двух секций, вставками удлиняется до 25, 30, 35, 40, 45 и 50 м. Для работы с основной стрелой предусмотрен противовес массой 38,4 т, для работы с другим оборудованием – массой 44,8 т. Допускается передвижение крана с грузом массой 70 т, расположенном на высоте 6 м на крюке основной стрелы в положении «стрела вперед» по ходу крана. Масса крана с основной стрелой – 130,4 т. Среднее давление на грунт 0,11 МПа (1,1 кгс/см2). Изготовитель – тольяттинский завод «Волгоцеммаш». В соответствии с паспортными данными кран имеет следующую грузовую характеристику (табл. 1.2, рис. 1.4).

Рис. 1.3. Технические характеристики крана КС-8165

Величина а = 2 м, b = 6,3 м. При максимальном вылете крюка (18 м) грузоподъемность крана равна 13 т, при минимальном вылете (6 м) – 100 т. Масса противовеса крана mпр = 38,4 т. Величина mкр с основной стрелой составляет 130,4 т.

8

Рис. 1.4. Грузовая характеристика крана КС-8165

Подставляем в уравнение (1.5) конструктивные параметры крана и решаем систему уравнений

После решения данной системы уравнений оказывается, что величина проекции lпр должна быть равна 75,4 м, а величина mc = 30,54 т. Это не соответствует конструктивным параметрам данного крана.

Для дальнейшего решения рассмотрим уравнение (1.6) с учетом максимальной и минимальной грузоподъемности крана: 100 и 13,5 т соответственно. Подставим предыдущие значения в образованную систему уравнений

9

После решения данной системы уравнений находим, что величина mc = 43 т, в то время как lпр = 4,4 м. Это решение в большей степени соответствует грузовым параметрам крана.

Определение вылета и длины стрелы (крюка) крана. Вылет стрелы крана зависит от положения стрелы в пространстве и ее длины.

Длина стрелы крана зависит от размеров здания в плане и по высоте, а также от расположения относительно здания места стоянки крана, которое исключало бы соприкосновение стрелы крана и ранее установленных конструкций (рис. 1.5).

Вылет и длина стрелы крана также будут зависеть от того, по какому пути будет передвигаться кран по отношению к монтируемым конструкциям – вдоль пролета по оси 1–1 или поперек пролета по оси 2–2.

При движении крана по оси 2–2 угол φ будет равен нулю, длина стрелы будет минимальной, а угол наклона стрелы α – постоянным.

Однако такое движение крана при монтаже связано с излишней тратой времени и не всегда возможно. Потому чаще кран движется вдоль пролета по оси 1–1 с углом φ ≠ 0 и переменным углом α.

Длину и вылет стрелы можно определять аналитически или графически, но в последнем случае найти оптимальное значение достаточно сложно. Поэтому длину и вылет стрелы крана определяют таким методом, который позволяет найти минимально необходимую длину стрелы исходя из оптимального угла ее наклона α, а затем определить необходимый вылет стрелы.

Вначале расчет ведем в предположении, что кран работает при угле φ = 0. Из условия безопасного монтажа принимаем, что ось стрелы крана не должна приближаться к конструкциям здания

10