4.2. Выбор кранов

При возведении многоэтажных зданий рекомендуется использовать башенные краны. В зависимости от размеров здания могут быть использованы краны на рельсовом ходу (для линейно протяженных многосекционных зданий) или приставные краны (для односекционных зданий).

При возведении зданий малой этажности целесообразно применять самоходные гусеничные или пневмоколесные стреловые краны.

На рис. 1 приведены схемы возведения зданий с использованием различных приемов установки кранов. В случае односторонней установки (схема на рис. 1а), зона действия башенного крана охватывает всю ширину здания, что требует использования более мощных кранов; при использовании двух кранов, размещенных с противоположных сторон возводимого здания (схема на рис. 1б), зона действия каждого из кранов должна охватывать не менее половины ширины здания. В случае возведения высотных, «точечных» зданий часто применяют схемы, изображенные на рис. 1 в, г.

Приступая к выбору кранов необходимо изучить методику, изложенную в ТКП 45-1.03-63-2007 Монтаж зданий. Правила механизации.

Рис. 1. Схемы установки кранов при возведении зданий

а) – односторонняя; б) – двухсторонняя; в) – приставной кран с наружной части здания; г)– приставной кран в ядре жесткости здания

Выбор монтажных кранов производится в следующей последовательности:

- устанавливаются для данного конкретного объекта требуемые техниче­ские параметры монтажного крана (вылет и высота подъема грузового крюка, грузоподъемность, производительность, характер ходового устройства);

- выбираются соответствующие типы монтажных кранов и сопоставляются их па­раметры с объемно-планировочными, конструктивными и технологическими параметрами возводимого объекта;

- из числа технически приемлемых для использования монтажных кранов выбирается наиболее экономичный вариант.

Параметр башенного крана L_стр, м, для монтажа здания при одностороннем расположении крана (рис. 2) определяется по формуле

L_стр = A + B + DL_стр, (1)

где А - необходимое минимальное расстояние от оси подкранового пути до стены (или ее наиболее выступающей части — эркеров, пилястр и т. д.), м;

В - наибольшая ширина здания, м;

DL_стр - запас вылета стрелы от 1,5 до 2 м для облегчения наводки монтируемого элемента.

Для башенных кранов с поворотной башней параметр А определяется по формуле

А = Z + 1,0 (2)

Где Z - задний габарит платформы крана, м;

1,0 - безопасное приближение грузовой платформы крана к наиболее выступающим частям здания, м.

Для башенных кранов с неповоротной башней и поворотной консолью (при высоте расположения консоли менее высоты здания) параметр А представляет собой сумму значений: габарита противовесной консоли и расстояния 1 м до здания.

Рис. 2. Схема для определения расчетных параметров башенного крана

Внимание: Минимальное приближение башенных кранов зависит от расположения крайней по отношению к зданию нитки рельсов подкранового пути. Если кран устанавливается после того, как закончен монтаж подкрановых путей и сделана обратная засыпка пазух, его можно расположить на ближайшем от здания расстоянии. Это расстояние зависит от конструкции и размеров подкрановых путей. Расстояние от оси вращения крана до выступающих частей здания должно быть не менее чем на 1 м больше радиуса, описываемого поворотной платформой.

Технические характеристики башенных кранов приведены в приложении В ТКП 45-1.03-63-2007 Монтаж зданий. Правила механизации, в учебниках по кранам (в электронном виде).

Необходимая минимальная высота подъема грузового крюка башенного крана Н_к, м, определяется по формуле

Н_к = H_мг + a + h_э + h_гу, (3)

где  H_мг - расстояние от уровня стоянки крана до монтажного горизонта, м;

a - расстояние между нижней плоскостью монтируемого элемента и уровнем опоры перед установкой его в проектное положение, м;

h_э - высота монтируемого элемента, м;

h_гу - высота грузозахватного устройства, м.

При работе двух или нескольких башенных кранов, расположенных с одной стороны здания, должны быть предусмотрены концевые выключатели, останавливающие кран на расстоянии не менее 5 м от перемещаемых конструктивных элементов или выступающих конструкций кранов.

При одновременной работе кранов, расположенных с противоположных сторон здания, расстояние С, м, между их осями при предельном сближении определяется по формуле

С = L₁ + L₂ + 2n + 2D + 2D*, (4)

где  L₁ — вылет крюка первого крана, м;

L₂ — вылет крюка второго крана, м;

n — половины длин конструкций, монти­руемых в горизонтальном положении, м;

D - отклонение груза от вертикали под действием центробежной силы, возникающей при вращении стрелы крана, м;

D* - показатель, учитывающий отклонения башни крана от вертикального положения из-за ее податливости и допускаемого уклона пути, м.

Длину подкрановых путей определяют по формуле:

Lп.п = lкр + Нкр + 2lторм + 2lтуп

где Lп.п - длина подкрановых путей,

lкр-расстояние между крайними стоянками крана, определяемое

по чертежу, м;

Нкр - база крана, определяемая по справочникам, м;

lторм - величина тормозного пути крана, принимаемая не менее 1,5 м;

lтуп — расстояние от конца рельса до тупиков, равное 0,5 м.

Расчетная длина подкранового пути корректируется исходя из минимальной длины одного звена - 12,5 м с учетом требования норм не менее двух звеньев (25 м). В случае устройства пути из одного звена при стесненной строительной площадке грузоподъемность крана определяется исходя из условия его работы без передвижения. Кран, установленный на таком пути, является стационарным.

Необходимый вылет стрелы стрелового самоходного крана L, м, (рис. 3, а) определяется по формулам:

при работе с главным крюком

(5)

где  e - половина толщины стрелы на уровне вероятного ее соприкосновения с ранее смонтированными конструкциями или поднимаемым элементом, м;

c - минимально допустимая величина зазора между стрелой крана и смонтированными конструкциями здания или монтируемым элементом, принимается равной 0,5 м;

H - высота верхнего блока стрелы над уровнем установки крана, м;

h_ш - высота шарнира, м;

h_п - длина грузового полиспаста, м;

h_гу - высота грузозахватного устройства от верхней плоскости поднимаемого элемента до оси грузового крюка, м;

h_э - высота монтируемого элемента, м;

a - расстояние между нижней плоскостью мон­тируемого элемента и уровнем опоры перед установкой его в проектное по­ложение, принимается равным 0,3 м;

при работе с вспомогательным крюком

L_г = L + l_г, (6)

где  L - вылет стрелы, м;

l_г - вылет гуська, м.

Высота подъема грузового крюка H_к, м, над уровнем установки крана должна приниматься не менее определяемой по формуле

H_к = H_мг + a + h_э + h_гу, (7)

где  H_мг, a, h_э, h_гу - то же, что в формуле (10).

Рис. 3, а. Схема для определения расчетных параметров стрелового

самоходного крана

Высота верхнего блока стрелы Н_п, м, стрелового самоходного крана над уровнем его установки определяется по формуле

Н_п = H_к + h_п, (8)

где  h_п - высота полиспаста, м.

При определении грузоподъемности, вылета стрелы и высоты подъема крюка стреловых самоходных кранов должны учитываться возможность удлинения стандартных и использование сменных стрел, оснащение башенно-стрело­вым оборудованием, гуськами и др.

Грузоподъемность монтажных кранов определяется из условия обеспечения монтажа наиболее тяжелых элементов с учетом массы оснастки, закрепляемой на конструкциях до их подъема, и массы строповочных устройств.

Необходимая грузоподъемность крана Q, т, определяется по формуле:

Q = Q_э + Q_о + Q_с, (9)

где  Q_э - масса монтируемого элемента, т;

Q_о - масса оснастки, закрепляемой на монтируемом элементе до его подъема, т;

Q_с - масса строповочных устройств, т.

Для бункера с бетонной смесью

, (10)

где

–номинальная вместимость бункера, м³;

–объемная масса бетона, принимается равной для тяжелого бетона 2400 кг/м³, для керамзитобетона 1800 кг/м³;

–собственная масса бункера, кг.

Следует учитывать также, что для демонтажа крупнощитовой опалубки перекрытий и объемно-переставной опалубки должны применяться, как правило, кареточные краны. При использовании переставных распределительных стрел или механического распределителя для подачи бетонной смеси следует учитывать необходимость их подъема и перестановки краном, т.е. грузоподъемность крана должна быть больше массы распределительной установки.

Расчет монтажных характеристик крана выполняется в форме таблицы 5.

Таблица 5

Монтажные характеристики крана

Конструктивный элемент	Монтажные характеристики
	монтажный вес Q(т)	высота подъема крюка Нк (м)	Вылет стрелы Lк(м)
1	2	3	4

В графической части проекта на схеме производства работ должны быть показаны опасные зоны работы крана, в пределах которых постоянно действуют или могут действовать опасные факторы.   Границы опасных зон в местах, над которыми происходит перемещение грузов кранами, включают в себя зону обслуживания крана, половину наружного наименьшего габарита перемещаемого груза с прибавлением минимального расстояния отлета груза при его падении, а также наибольшего габаритного размера перемещаемого (падающего) груза (рис. 3, б).

Рис. 3, б Основные составляющие элементы при определении безопасной привязки крана и опасных зон его работы: 1 – подъемный кран; 2 – поднимаемый груз; 3 – ограждение строительной площадки.

Граница зоны обслуживания башенных кранов определяется максимальным вылетом стрелы (lмст) на участке между крайними стоянками крана на рельсовом крановом пути.

Минимальное расстояние отлета груза (lот) при его возможном падении зависит от высоты его подъема. Под высотой возможного падения груза (hгр), принимается расстояние от поверхности земли (или площадки, для которой определяется граница опасной зоны) до низа груза, подвешенного на грузоподъемном приспособлении (строп, траверса и п.т.).  Таким образом, граница опасной зоны работы крана определяется по формуле:

где: L^кр_о.з – размер опасной зоны работы крана (м);        l^max_ст – максимальный вылет стрелы крана (м);        0,5l^min_гр – половина минимального габарита груза (м);        l_отл – минимальное расстояние возможного отлета груза, перемещаемого краном, при его падении (определяется по таблице)        l^max_гр – максимальный габарит груза (м).

Таблица

Минимальное расстояние отлета груза при его падении

Высота возможного падения груза (предмета), м

Минимальное расстояние отлета груза (предмета), м

перемещаемого краном

падающего со здания

до 10	4	3,5
до 20	7	5
до 70	10	7
до 120	15	10
до 200	20	15
до 300	25	20
до 450	30	25