3009

ближе точки е, которая отстоит от верхней точки ранее смонтированных конструкций здания на 1 м по горизонтали и вертикали.

Рис. 1.5. Расчетная схема определения вылета и длины стрелы крана

Тогда угол наклона стрелы крана будет определяться положением точек е и С (положение шарнира крепления стрелы на кране по отношению к зданию).

По рис. 1.5 находим необходимые для расчета зависимости:

– превышение точки е над точкой С

11

где b – расстояние по горизонтали от вертикальной оси, проходящей через точку А, до точки е.

Расстояние b равно

где В – шаг колонн (или размер по горизонтали монтируемого элемента в направлении положения стрелы при монтаже); f – расстояние по горизонтали от монтируемого элемента в проектном положении до края ранее смонтированных конструкций здания (половина ширины фермы или балки).

Длина части стрелы от точки е до точки С

Горизонтальная проекция длины стрелы от точки е до точки С

Из приведенных формул следует, что только величины h1 и b могут быть определены c помощью рис. 1.5, так как они не зависят от угла наклона стрелы α, т.е. от положения крана по отношению к монтируемому зданию.

Как видно на рис. 1.5, при изменении положения крана, а следовательно и угла α будет меняться длина стрелы. Поэтому задача сводится к определению оптимального угла наклона стрелы крана, при котором длина стрелы минимальна и безопасность монтажа обеспечивается.

Поиск оптимального угла наклона стрелы основан на следующем. Если поворачивать ось стрелы вокруг точки е, то вертикальная прямая, проходящая через точку А, и горизонтальная прямая, проходящая через точку С, будут отсекать на оси стрелы отрезки АС, величина которых будет меняться с изменением угла α.

12

Следовательно, при фиксированном положении точки е существует такой определенный угол наклона стрелы к горизонту, при котором значение длины стрелы будет минимальным.

При изменении положения точки е и неизменном положении вертикальной и горизонтальной линий А и С минимальное значение отсекаемого ими отрезка АС по оси стрелы будет при другом значении угла α. Таким образом, необходимо решить задачу на максимум-минимум.

Так как положение точки е определяется координатами h1 и b, отложенными от линий A и С, то оптимальный угол наклона стрелы и соответствующая ему минимальная длина стрелы могут быть определены в зависимости от этих координат.

Оптимальный угол можно найти по формуле

Графическая интерпретация приведенной зависимости показана на рис. 1.6.

Рис. 1.6. График зависимости оптимального угла наклона стрелы крана от величины b / h1

Пользуясь кривой, изображенной на рис. 1.6, можно определить оптимальный угол наклона стрелы, а затем по формулам (1.12), (1.13) и (1.8) определить длину стрелы L, проекцию

13

длины стрелы l и превышение h2 точки А над точкой е соответственно. Определяют также значение превышения точки А над монтажным горизонтом, что может потребоваться для проверки возможности применения выбранного такелажного приспособления (строповки). Для проверки правильности расчета можно сделать графическое построение.

Определение вылета крюка и длины стрелы крана при φ ≠ 0.

При движении крана по оси 1–1 ему приходится монтировать плиты покрытия с поворотом по отношению к оси 1–1 на различные углы φ. При этом будут меняться вылет и угол наклона стрелы α, высота подъема крюка и грузоподъемность. Если при этом длина стрелы и место стоянки крана выбраны неправильно, то монтаж может оказаться невозможным или опасным из-за касания стрелой конструкций здания. Наиболее неблагоприятным будет случай, когда возникнет необходимость монтажа наиболее удаленных от оси 1–1 плит покрытия.

Воспользоваться изложенной выше методикой определения минимального размера стрелы при меняющихся значениях угла φ невозможно, так как при этом меняется величина b и отношение b : h1, а следовательно и величина оптимального угла α. Однако, используя изложенную методику определения оптимального размера стрелы для случая φ = 0, можно определить требуемую длину стрелы в случае монтажа при φ ≠ 0.

Для этого прежде всего надо найти оптимальное место стоянки крана. Проделанный анализ показывает, что целесообразным местом (учитывая наименьшую длину стрелы крана) будет стоянка при φ = 0.

Поэтому принимаем ту же стоянку крана и при монтаже, когда угол φ ≠ 0, что целесообразно также и по производственным условиям. Таким образом, задача заключается в определении необходимых параметров крана при заданном месте его стоянки.

Обозначим все интересующие нас параметры и размеры при работе крана с поворотом стрелы на угол φ индексами φ (Lφ, lφ cos αφ и т.д.). Предположим, что на рис. 1.5 изображена проекция стрелы крана на вертикальную плоскость, проходящую через ось 1–1, с поворотом стрелы на угол φ. Смещением

14

точки С при повороте крана пренебрегаем из-за малости этой величины.

Воспользуемся известными величинами h1, h2, hc, α, L1, L2, L, l1, l, полученными при условии φ = 0.

Определяем необходимые зависимости для случая, когда угол φ ≠ 0, принимая значение φ для монтажа крайней плиты.

отсюда определяем угол φ.

Определяем проекцию стрелы на горизонтальную плоскость

Аналогичные соотношения этих величин сохранятся и при любых других промежуточных значениях угла φ.

После определения высоты подъема крюка крана Нк, грузоподъемности Qк, оптимального вылета стрелы lφ и длины стрелы Lφ можно подобрать кран по графикам грузоподъемности на различных вылетах стрелы и высоте подъема крюка при различных длинах стрел.

Пример. Требуется подобрать кран для монтажа плит покрытия одноэтажного промышленного здания.

Плиты имеют длину 12 м, ширину 3 м и толщину 0,45 м. Масса плиты 8,5 т. Строповка плиты осуществляется подвесками к траверсе высотой hт.п = 4,13 м и массой qт.п = 0,37 т. Высота монтажного горизонта Нм = 14 м. Шаг колонн В = 12 м. Пролет ферм 36 м.

Высота подъема крюка крана при hэ = 0,5 м по формуле (1.1) составит

15

Hк = Hм+ hз + hэ + hт.п = 14 + 0,5 + 0,45 + 4,13 = 19,08 м.

Грузоподъемность крана по формуле (1.2) равна:

Qк = Q + qт.п = 8,5 + 0,37 = 8,87 т.

Длина стрелы и ее вылет при φ = 0 по формуле (1.7) равна: h1 = Hм – hc + 1 = 14 – 1,5 + 1 = 13,5 м;

по формуле (1.8) при f = 0,1

b = B / 2 + f + 1 = 12 / 2 + 0,1 + 1= 7,1 м.

Тогда

Величина оптимального угла α по формуле (1.15) составит

откуда α = 51°.

То же получим и при определении оптимального угла α по графику, приведенному на рис. 1.3. По отношению b / h1 = 0,52 нахо-

дим α = 51°. Тогда sin 51° = 0,777 и cos 51° = 0,629.

Длина стрелы по формуле (1.2) равна:

Проекция всей длины стрелы по формуле (1.13) составит l = L cos α = 28,6 · 0,629 = 17,99 м.

Величина h2 по формулам (1.14) и (1.15) равна:

Высота от монтажного горизонта до верха стрелы (точки А) hг.с h 2 1 8,77 1 9,77 м.

Параметры крана при φ ≠ 0:

φ = 42°40'.

Требуемый вылет стрелы lφ по формуле (1.17) составит

17,99

l 24,4 м.

16

Угол наклона стрелы к горизонту по формуле (1.18) равен:

откуда αφ = 42°20' и cos 42°20' = 0,739.

Требуемая длина стрелы по формуле (1.19) составит

Как и следовало ожидать,

αφ < α, lφ > l и Lφ > L.

По полученным значениям Hк = 19,08 м, Qк = 8,87 т, lφ = 24,4 м

иLφ = 33 м подбираем необходимый для данного случая кран.

Встроительной практике возможна упрощенная схема определения требуемых технологических и конструктивных параметров самоходного крана. Для случая монтажа одноэтажных промышленных зданий с помощью сборных железобетонных элементов можно принять, что вылет крюка крана будет равен расстоянию от оси стоянки крана до оси, проходящей через оголовок стрелы. Подобная упрощенная схема показана на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Упрощенная схема определения параметров крана

17

Необходимо отметить, что подобная схема приемлема при условии продольного метода монтажа только с помощью гусеничного самоходного крана, когда плита перекрытия подается через уже установленную ферму покрытия. Движение крана осуществляется по продольной оси возводимого одноэтажного промышленного здания, а монтаж фермы покрытия и плиты осуществляется с одной стоянки. Следует заметить, что в этом случае крану необхо-

где Н0 – высота здания; Нз – высота запаса, требуемого техникой безопасности между опорой и элементом при его перемещении к месту установки (0,5–1,0 м); Нэл – высота монтируемого элемента; Нс – монтажная высота строповочного приспособления.

Требуемый вылет крюка l тр , при котором обеспечивается не- кр

обходимый зазор между стрелой крана и монтируемым элементом, рекомендуется определять с помощью следующей зависимости:

где b – расстояние от центра строповки поднимаемого элемента до его ближайшей к стреле крана точки (в данном случае это может быть половина длины плиты или шага колонн); d – расстояние между геометрической осью стрелы и монтируемым элементом (обычно не менее 0,8 м); Нп – высота полиспаста; Нш – высота от уровня стоянки крана до шарнира пяты стрелы; е – расстояние от шарнира пяты стрелы до оси вращения крана.

В данном случае необходимо отметить, что при монтаже плиты вылет крюка связан с конструктивными параметрами сооружения, а именно с шагом колонн. Это позволяет наметить точки стоянки крана при монтаже сборных элементов. Тогда необходимая максимальная длина стрелы крана может быть определена следующим образом:

18

Далее, используя справочник по строительным машинам, в котором подробно изложены соответствующие технические характеристики кранов, по длине стрелы можно выбрать соответствующий кран.

Продолжительность монтажа конструкций Т в сменах при их последовательной установке (обычно при использовании одного монтажного крана) может быть определена выражением

где Р – общий объем работ по монтажу конструкций; К – коэффициент перевыполнения норм; Пэ – среднесменная эксплуатационная усредненная производительность крана при монтаже всех конструкций на объекте; Тi = Тм.к + Тп + Тт; Тм.к – продолжитель-

ность монтажа и опробования крана; Тп – время на передвижку крана, если оно не учтено при определении Пэ; Тт – технологические перерывы в работе, связанные с производством других видов работ.

В том случае, если монтаж конструкций выполняют одновременно несколькими кранами (комплектами машин), работающими на отдельных участках, продолжительность монтажных работ определяют с учетом совмещенного выполнения монтажа кон-

где Т1, Т2, Тn – продолжительность монтажа конструкций каждым краном; Тср – общая величина совмещения во времени работ.

Трудоемкость монтажа Т на единицу конструкции может быть

где Тобщ – общая трудоемкость монтажа сборных конструкций, чел.-ч.

Общая трудоемкость монтажа сборных конструкций определяется по формуле

19

где Тсмi – число смен работы i-м краном; mмех – число рабочих, занятых на управлении краном; mруч – число рабочих в звене при монтаже конструкций; t – продолжительность смены, ч; Tт.м.д – затраты труда по транспортированию кранов на площадку, их монтажу и демонтажу, а также возведению вспомогательных устройств; Тпут – затраты труда на устройство, содержание и разборку подкрановых путей; Тто – затраты труда на техническое обслуживание и ремонты (кроме капитального).

Стоимость монтажных работ на единицу продукции Се определяется по формуле

где Смех – стоимость механизированных работ по монтажу конструкций.

где Сед – единовременные затраты, связанные с организацией монтажных работ, неучтенные в стоимости машино-смены (расходы на устройство и разборку рельсовых путей для башенных и козловых кранов или на устройство временных дорог для стреловых кранов); Смс – стоимость машино-смены для кранов каждого типоразмера; Т0 – число смен работы кранов каждого типоразмера без перебазировки, исчисленное на весь объем работ; Зм – заработная плата монтажников за смену работы крана каждого типоразмера; 1,5 и 1,08 – коэффициенты накладных расходов на заработную плату монтажников и расходов на прочие прямые затраты.

Стоимость машино-смены Смс можно определить по формуле

где Се.п – единовременные расходы на перебазирование крана с объекта на объект; Гам – годовые амортизационные отчисления; Спут – годовые затраты на содержание и ремонт подкрановых путей; Тгсм – число смен работы крана в году в соответствии с установленным режимом работы; Ст.э – сменные текущие эксплуатационные затраты, исчисленные применительно к принятой сменной производительности кранов.

20