[bay008]

Добрый день форумчане!
Ситуация: упал башенный кран. Установлен был на 4 ж/б блока с креплением к фундаментной плите на стальные уголки и сварке. Посчитал момент инерции составного сечения, получил "космический" момент сопротивления и как следствие напряжение в 85 МПа. Получается все проходит, но уголки порвало мо металлу! Вот и вопрос, может надо расчетную схему как то изменить, может каждый кубик отдельно посчитать? Помогите разобраться... Схему фундамента прикрепил

[Бахил]

Раскладываешь момент на пару сил и считаешь уголки на срез. Причём худшее - по диагонали.

[bay008]

Спасибо! попробую... не очень я крутой расчетчик))

[Poreth]

Сообщение от bay008 упал башенный кран

Сообщение от bay008 не очень я крутой расчетчик

Интересная комбинация...

Сообщение от bay008 но уголки порвало мо металлу

Фотографии в деле есть?

[bay008]

Сообщение от Poreth Интересная комбинация... Фотографии в деле есть?

ага есть, сейчас прицеплю

[bay008]

вот

----- добавлено через 44 сек. -----
срез это хорошо, а вот как быть с усталостными трещинами?

----- добавлено через ~4 мин. -----
[quote=Poreth;1881223]Интересная комбинация...


рассчитываю не сам, хочу разобраться в вопросе

[bay008]

вот расчет

[ZVV]

Прежде всего, нужно сказать, что найти причину разрушения элементов и сделать правильный расчет на прочность это разные задачи.
1) Интересует место расположения сечения по которому произошло разрушение. Оно расположено на полке которая приварена к опоре Оп1 или на полке, которая приварена к фундаментной плите Фп1?
2) Механизм разрушения элемента может быть вязким, хрупким и усталостным.
2.1) Вязкому механизму разрушения соответствуют значительные пластические деформации. Излом имеет волокнистое строение. Для предотвращения такого разрушения выполняют расчет на прочность.
2.2) Хрупкий механизм разрушения не сопровождается развитием значительных пластических деформаций. Излом имеет гладкое строение. Такое разрушение возникает в случаях, если затруднено развитие пластических деформаций материала (низкая температура, ударные нагрузки, высокая концентрация напряжений в сварных швах элементов большой толщины). Для предотвращения такого разрушения выбирают стали с соответствующими характеристиками, вводят ограничения на допустимые дефекты сварных соединений и выполняют рекомендации по конструированию узлов.
2.3) Усталостный механизм разрушения сопровождается зарождением трещины, её развитием и доломом сечения. В изломе выделяют гладкую часть, соответствующую этапу роста трещины и часть с волокнистым строением, соответствующую этапу статического разрушения. Усталостное разрушение является результатом циклического нагружения конструкции. Для предотвращения такого разрушения выполняют расчет на выносливость.
3) По вашему расчету.
3.1) Имеет смысл озвучить принятые нормы проектирования.
3.2) Я бы определял напряжения в поперечном сечении по следующей схеме. Момент разложил на пару сил на расположенные по диагонали опоры 4885/2,8= 1744 кН. Вертикальную силу разделил на 4 опоры 904/4 = 226 кН. Итого на одну опору 1744+226 = 1970 кН. Средние напряжения в уголках, прикрепляющих одну опору (1970*10^3)/(153,6*10^-4)= 128 МПа. Есть еще поперечная сила на своем плече, которая даст прибавку к нормальным напряжениям.
Помимо этого, напряжения по сечению полки уголка 160*12 распределяются неравномерно. Это тоже нужно учитывать в расчете на прочность.

[bay008]

1. Разрыв по полке которая крепится к опоре ОП1.
2.Спасибо за развернутое пояснение. Посмотрю характер трещин завтра отпишусь.
3. По совету Бахила приложил нагрузку по диагонали, получил 140МПа. Но это не на срез ...
4. Ваш вариант буду анализировать. Спасибо.

[bay008]

Продолжение расчета в Лире на 85МПа

[bay008]

Сообщение от bay008 Продолжение расчета в Лире на 85МПа

вот

----- добавлено через ~7 мин. -----
думаю на 140МПа не пройдет, по результату отпишу

[ZVV]

Сообщение от bay008 1. Разрыв по полке которая крепится к опоре ОП1.

То есть на этом фото видны швы приварки уголка к фундаментной плите? А на этом - швы приварки уголка к опоре?

Сообщение от bay008 Продолжение расчета в Лире на 85МПа

Это схема для определения неравномерности напряжений по толщине полки уголка (к ней есть свои вопросы), а для расчета прочности нужно составить схему для получения неравномерности напряжений по ширине уголка. Потом, по хорошему, в ней нужно делать нелинейный расчет и смотреть величину пластических деформаций.

И еще. Какие нагрузки: нормативные, расчетные? Какая сталь? Какие электроды?

[bay008]

Сообщение от ZVV То есть на этом фото видны швы приварки уголка к фундаментной плите? А на этом - швы приварки уголка к опоре?

Уточню, но эксперт говорил, что разрушение по полке приваренной к опоре.

По второму пункту понял, отправлю расчетчику и сам попробую разобраться. Спасибо!

А какие вопросы возникают по определению неравномерности напряжений по толщине полки уголка?

[kokon]

Погуглил в интернете про данную аварию и нашел следующие фото с разрушенными креплениями, мне кажется не зависимо от результатов расчета, надо напрочь менять всю конструктивную схему крепления, а лучше все загонять в монолит. Видимо для хозяина крана удобно таким образом экономить на перевозке бетонных башмаков вместе с краном и десятками раз их просто переваривать, от чего в конечном итого весь металл превращается в труху. Чудом, что ни кого не убило при падении

[bay008]

Да, каждый анкер стоит 12,5к евро и чтоб их не закупать каждый раз при перестановке крана, придумали такую схему. Экономили на спичках, надо было раму и на анкера, а они на уголки и сварку, засранцы короче

----- добавлено через ~5 мин. -----

Сообщение от kokon не зависимо от результатов расчета

а расчетом хотим показать, что схема в принципе не рабочая, от туда и весь сыр бор.

----- добавлено через ~6 мин. -----

Сообщение от kokon загонять в монолит

этого конечно делать не будут - дорого очень...

[ZVV]

Сообщение от bay008 А какие вопросы возникают по определению неравномерности напряжений по толщине полки уголка?

1) Зачем это делать? Не понятно с чем сравнивать значения напряжений полученные с учетом концентрации напряжений.
2) Если ищутся напряжения в концентраторе (галтель соединения полок уголка), то выполняют анализ достаточности густоты разбиения на КЭ. Например, уменьшают размер КЭ и смотрят на изменение значений в концентраторе.
А в месте закрепления имеет место сингулярность и напряжения там при уменьшении размеров КЭ стремятся к бесконечности.

[bay008]

Сообщение от ZVV 1) Зачем это делать? Не понятно с чем сравнивать значения напряжений полученные с учетом концентрации напряжений. 2) Если ищутся напряжения в концентраторе (галтель соединения полок уголка), то выполняют анализ достаточности густоты разбиения на КЭ. Например, уменьшают размер КЭ и смотрят на изменение значений в концентраторе. А в месте закрепления имеет место сингулярность и напряжения там при уменьшении размеров КЭ стремятся к бесконечности.

Тут мне без пол литра не разобраться)))
Отправлю расчетчику пусть думает...
Спасибо за научный подход!!!

[Yuzer]

Что мешало приварить куски полосовой стали вместо уголка ?
Ну или на крайний случай приварить уголок вертикально ?
Самые худшие условия работы уголка, которые я только видел. А сейчас да - только МКЭ.

[kokon]

И к стати там рядом сваебой стоит, насколько я слышал от крановщиков, если рядом забивают сваи кран трясет так, что мама не горюй, видимо вся эта негативная совокупность факторов с не совсем рациональным креплением дало такой результат. Считаю, что надо все таки внимательнее к этим вещам заказчику подходить и экономику, и быстроту СМР не ставить во главу окончательных решений

[bay008]

Всем спасибо за помощь!!!
Результат выложу по готовности.
И да, работу сваебоя тоже будем учитывать...

[kokon]

Да, по возможности, обязательно выложите результаты работы, как я понимаю будут учтены следующие факторы - ветер, нагрузки связанные с подъемом груза, монтажом и демонтажем крана, а также динамическая добавка от воздействия своебойных машин (аналог сейсмики). Спасибо, что поднимаете эти вопросы и доводите их до правильных решений

[bay008]

Вот результат, кому интересно...

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от kokon Да, по возможности, обязательно выложите результаты работы, как я понимаю будут учтены следующие факторы - ветер, нагрузки связанные с подъемом груза, монтажом и демонтажем крана, а также динамическая добавка от воздействия своебойных машин (аналог сейсмики). Спасибо, что поднимаете эти вопросы и доводите их до правильных решений

Смотрите, замечания?

----- добавлено через ~13 мин. -----

Сообщение от bay008 Вот результат, кому интересно...

Предложения, замечания?

[ZVV]

Сообщение от bay008 Предложения, замечания?

Вы пишите:

Проведенные расчеты подтвердили неизбежность разрушения несущих элементов –уголков фундамента башенного крана с неповоротной башней Liebherr 280 EC-H12.

В общем-то это не так. Приведенные расчеты не являются подтверждением неизбежности разрушения несущих элементов. Наличие локальных пластических деформаций не приводит к разрушению. А расчет на малоцикловую прочность вы не выполняли.

[bay008]

Сообщение от ZVV В общем-то это не так. Приведенные расчеты не являются подтверждением неизбежности разрушения несущих элементов. Наличие локальных пластических деформаций не приводит к разрушению. А расчет на малоцикловую прочность вы не выполняли.

Согласен, сейчас озадачу расчетчика

----- добавлено через ~7 мин. -----
надо было повнимательней почитать, поторопился всех ознакомить...

----- добавлено через ~10 мин. -----

Сообщение от bay008 А расчет на малоцикловую прочность вы не выполняли.

правда цикличность по ветру придется с потолка брать видимо

----- добавлено через ~15 мин. -----

Сообщение от ZVV А расчет на малоцикловую прочность вы не выполняли

может Вы знаете какую цикличность по ветру взять или где посмотреть? ранее писалось что нет таких данных вроде как...

[bay008]

нашел в еврокоде 1-4 по циклам ветра, может кому пригодится

[bay008]

Всем доброго дня!
Прошу оценить выполненный расчет.
Замечания приветствуются!!

[Kykycuk]

Надо бы с учетом пластики считать.

[ZVV]

Сообщение от bay008 Замечания приветствуются!!

1) Какие нагрузки приведены в табл. 1? Если это нагрузки из руководства по эксплуатации крана, то это нормативные нагрузки. Для получения расчетных их нужно умножать на коэффициент надежности по нагрузке и коэффициент динамичности.
2) как я уже говорил, при расчете уголков на прочность нельзя принимать, что напряжения равномерно распределятся по ширине полки уголка. Напряжения вычисленные по формулам (6) занижены.
3) При определении касательных напряжений в уголках от поперечной силы нужно учитывать только полки уголков направленные вдоль усилия.
4) Расчет сварных швов на стр.7 левый. Напряжения определены неправильно. Проверка швов не по СП (там другая формула).
5) Расчетная схема для определения концентрации напряжений не соответствует действительной схеме закрепления уголка.
6) По оценке циклической прочности. По какому документу ведется расчет на малоцикловую прочность? Расчет на малоцикловую прочность есть в СП 294.1325800.2017.

[bay008]

Сообщение от ZVV 1) Какие нагрузки приведены в табл. 1? Если это нагрузки из руководства по эксплуатации крана, то это нормативные нагрузки. Для получения расчетных их нужно умножать на коэффициент надежности по нагрузке и коэффициент динамичности. 2) как я уже говорил, при расчете уголков на прочность нельзя принимать, что напряжения равномерно распределятся по ширине полки уголка. Напряжения вычисленные по формулам (6) занижены. 3) При определении касательных напряжений в уголках от поперечной силы нужно учитывать только полки уголков направленные вдоль усилия. 4) Расчет сварных швов на стр.7 левый. Напряжения определены неправильно. Проверка швов не по СП (там другая формула). 5) Расчетная схема для определения концентрации напряжений не соответствует действительной схеме закрепления уголка. 6) По оценке циклической прочности. По какому документу ведется расчет на малоцикловую прочность? Расчет на малоцикловую прочность есть в СП 294.1325800.2017.

Висело мочало начинай сначала)))

----- добавлено через ~20 мин. -----

Сообщение от bay008 По оценке циклической прочности. По какому документу ведется расчет на малоцикловую прочность? Расчет на малоцикловую прочность есть в СП 294.1325800.2017.

за СП спасибо! Сам не нашел...

----- добавлено через ~21 мин. -----

Сообщение от ZVV 1) Какие нагрузки приведены в табл. 1? Если это нагрузки из руководства по эксплуатации крана, то это нормативные нагрузки. Для получения расчетных их нужно умножать на коэффициент надежности по нагрузке и коэффициент динамичности.

Вы первый кто об этом сказал, у кого не спрашивал, никто толком не знает.

----- добавлено через ~22 мин. -----

Сообщение от bay008 2) как я уже говорил, при расчете уголков на прочность нельзя принимать, что напряжения равномерно распределятся по ширине полки уголка. Напряжения вычисленные по формулам (6) занижены.

Хорошо что не завышены

----- добавлено через ~23 мин. -----

Сообщение от bay008 3) При определении касательных напряжений в уголках от поперечной силы нужно учитывать только полки уголков направленные вдоль усилия.

озадачу расчетчика

----- добавлено через ~24 мин. -----

Сообщение от ZVV 4) Расчет сварных швов на стр.7 левый. Напряжения определены неправильно. Проверка швов не по СП (там другая формула).

самому видимо придется разбираться еще и в этом

----- добавлено через ~26 мин. -----

Сообщение от bay008 5) Расчетная схема для определения концентрации напряжений не соответствует действительной схеме закрепления уголка.

вот это можно поподробнее? не понимаем как надо, ни я, ни он видимо

[Poreth]

Сообщение от ZVV Если это нагрузки из руководства по эксплуатации крана, то это нормативные нагрузки.

Даже если в документации на кран написано "Расчетные нагрузки в точках таких-то ..."

[ZVV]

Сообщение от bay008 Хорошо что не завышены

Что же тут хорошего? Это решение не в запас.

Сообщение от bay008 вот это можно поподробнее? не понимаем как надо, ни я, ни он видимо

Ваша схема для определения концентрации напряжений предполагает, что если нарезать уголок вдоль на полоски, то каждая полоска находится в одинаковом напряженно-деформированном состоянии и таким образом можно перейти от трехмерной схемы к двухмерной, считая что напряжения вдоль оси уголка постоянны. По факту, это не так. От отрыва уголок закреплен только сварными швами по контуру.

Сообщение от Poreth Даже если в документации на кран написано "Расчетные нагрузки в точках таких-то ..."

Проблема вот в чем. У крановщиков есть свои отличные от строительных коэффициенты надежности по нагрузкам, коэффициенты динамичности и коэффициенты сочетаний нагрузок. Так что если в руководстве по эксплуатации на кран приведены некие "расчетные нагрузки" без описания как они получены, это не есть хорошо. А если взять краны liebherr (или любого другого заграничного производителя), то вероятность, что они привели в руководстве по эксплуатации расчетные нагрузки по СНиП стремится к нулю.

[Сет]

Проведенные расчеты подтвердили неизбежность разрушения несущих элементов –уголков фундамента башенного крана с неповоротной башней Liebherr 280 EC-H12.

Некорректная формулировка (не смотрел, перешла ли она в последнюю версию отчета). Расчетные методики, которыми мы пользуемся при проектировании - не позволяют прогнозировать разрушение, тем более со 100% вероятностью, на что указывает термин "неизбежность". Проектировщик не может определить фактическую разрушающую нагрузку на конструкцию, только теоретическую. А разрушится конструкция при нагрузке свыше расчетной теоретической или нет - неизвестно. По факту конструкция может стоять даже если нагрузка превышают расчетную вдвое и втрое. Задача проектировщика сводится к определению предельно-допустимой нагрузки на конструкцию, когда можно гарантировать прочность. А определять разрушающую нагрузку - не умеем.

[bay008]

Сообщение от Poreth Даже если в документации на кран написано "Расчетные нагрузки в точках таких-то ..."

в инструкции по эксплуатации крана дан пример расчета фундамента, там используются эти нагрузки, так что этот вопрос можно считать закрытым

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от ZVV Проблема вот в чем. У крановщиков есть свои отличные от строительных коэффициенты надежности по нагрузкам, коэффициенты динамичности и коэффициенты сочетаний нагрузок. Так что если в руководстве по эксплуатации на кран приведены некие "расчетные нагрузки" без описания как они получены, это не есть хорошо. А если взять краны liebherr (или любого другого заграничного производителя), то вероятность, что они привели в руководстве по эксплуатации расчетные нагрузки по СНиП стремится к нулю.

согласен, только как это обосновать? потому берем из инструкции

----- добавлено через ~8 мин. -----

Сообщение от Сет Некорректная формулировка (не смотрел, перешла ли она в последнюю версию отчета). Расчетные методики, которыми мы пользуемся при проектировании - не позволяют прогнозировать разрушение, тем более со 100% вероятностью, на что указывает термин "неизбежность". Проектировщик не может определить фактическую разрушающую нагрузку на конструкцию, только теоретическую. А разрушится конструкция при нагрузке свыше расчетной теоретической или нет - неизвестно. По факту конструкция может стоять даже если нагрузка превышают расчетную вдвое и втрое. Задача проектировщика сводится к определению предельно-допустимой нагрузки на конструкцию, когда можно гарантировать прочность. А определять разрушающую нагрузку - не умеем.

да над формулировками надо еще поработать, "вершина сварного шва" есть еще...

----- добавлено через ~26 мин. -----

Сообщение от ZVV Что же тут хорошего? Это решение не в запас.

если напряжения занижены и то не проходит, как не в запас?
сварку, малоцикловые и касательные пересчитает, спасибо!

----- добавлено через ~39 мин. -----

Сообщение от ZVV Ваша схема для определения концентрации напряжений предполагает, что если нарезать уголок вдоль на полоски, то каждая полоска находится в одинаковом напряженно-деформированном состоянии и таким образом можно перейти от трехмерной схемы к двухмерной, считая что напряжения вдоль оси уголка постоянны. По факту, это не так. От отрыва уголок закреплен только сварными швами по контуру.

понял, будем разбираться...

[ZVV]

Сообщение от bay008 согласен, только как это обосновать? потому берем из инструкции

Обосновать здравым смыслом и системностью подхода заложенного в нормах. По СП 20 для погрузчиков, электрокаров, мостовых и подвесных кранов данные указанные в их паспортах принимаются как нормативные значения нагрузок. Для получения расчетных значений нормативные значения умножаются на коэффициент надежности по нагрузке и коэффициент динамичности. Нагрузки от башенных кранов вполне могут быть посчитаны по такому же принципу. Вопрос в том, какие принять значения коэффициентов для башенных кранов?
Вообще говоря, опорную конструкцию башенного крана на строительной площадке можно отнести к "приспособлению для временного опирания монтажного крана". Расчет таких конструкций ведется по ОСТ 36-128-85 УСТРОЙСТВА И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ МОНТАЖНЫЕ. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ. В нем подход аналогичный СНиП.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от ZVV Обосновать здравым смыслом и системностью подхода заложенного в нормах. По СП 20 для погрузчиков, электрокаров, мостовых и подвесных кранов данные указанные в их паспортах принимаются как нормативные значения нагрузок. Для получения расчетных значений нормативные значения умножаются на коэффициент надежности по нагрузке и коэффициент динамичности. Нагрузки от башенных кранов вполне могут быть посчитаны по такому же принципу. Вопрос в том, какие принять значения коэффициентов для башенных кранов?

Расчетные нагрузки таким образом не получить, можно получить только нагрузку которая не ниже той что вы описали.
Что касается напряжений предельных или допустимых, то они очень часто берутся гораздо ниже чем расчетные, т.е. от максимального прогиба пролетной балки, посему в мостовых кранах оно может быть даже 100МПа, а может быть и ниже.

[ZVV]

Сообщение от ZVV Ваша схема для определения концентрации напряжений предполагает, что если нарезать уголок вдоль на полоски, то каждая полоска находится в одинаковом напряженно-деформированном состоянии и таким образом можно перейти от трехмерной схемы к двухмерной, считая что напряжения вдоль оси уголка постоянны. По факту, это не так. От отрыва уголок закреплен только сварными швами по контуру.

Выглядит это примерно так.

Схема 1. Уголок 125*12 длиной 160 мм закреплен на полках в направлении перпендикулярно полкам и нагружен силой 192 кН (средние напряжения в уголке 100 МПа). Эта схема подобна плоской схеме расчета в вашем отчете. Эквивалентные напряжений в галтели сопряжения полок уголка приблизительно 230 МПа. Распределение напряжений для этой области вдоль уголка близко к равномерному.

Схема 2. Уголок 125*12 длиной 160 мм закреплен через швы и свободно опирается полками на пластины, служащие для передачи нагрузки на уголок. К вертикальной пластине приложена та же сила 192 кН. Эта схема отображает фактическое закрепление уголка. Эквивалентные напряжений в галтели сопряжения полок уголка возле краев приблизительно 1400 МПа. Распределение напряжений для этой области вдоль уголка сильно неравномерно с уменьшением напряжений ближе к середине.

[bay008]

Сообщение от ZVV Схема 2. Уголок 125*12 длиной 160 мм закреплен через швы и свободно опирается полками на пластины, служащие для передачи нагрузки на уголок. К вертикальной пластине приложена та же сила 192 кН. Эта схема отображает фактическое закрепление уголка. Эквивалентные напряжений в галтели сопряжения полок уголка возле краев приблизительно 1400 МПа. Распределение напряжений для этой области вдоль уголка сильно неравномерно с уменьшением напряжений ближе к середине.

Сообщение от ZVV * * *

Да круто смотрится!! Наш расчетчик так наверно и не умеет(( Хоть самому идти учится... Покажу ему, посмотрим что скажет. А это в какой программе?

[ZVV]

Сообщение от bay008 А это в какой программе?

Сделано в расчетном модуле Autodesk Inventor. Но я бы не советовал его осваивать, потому как он сильно обрезан по функционалу. Такую же схему, при желании, можно сделать и в ЛИРЕ или СКАД, только дольше будет.

[bay008]

Спасибо, понято

[Mistake]

ZVV, не получается повторить ваш расчет в статике. Узел улетает в пластику и несет 40% от 192 кН. Если же, закрепить по сварным швам, приняв их равнопрочными, - то узел все равно течет, но не так сильно.

[Mistake]

Нужно добавить два ребра, чтобы узел нес 192кН

[ZVV]

Сообщение от Mistake ZVV, не получается повторить ваш расчет в статике. Узел улетает в пластику и несет 40% от 192 кН. Если же, закрепить по сварным швам, приняв их равнопрочными, - то узел все равно течет, но не так сильно.

1) Отрывающее усилие приходящее на уголок равно (4885/2,8-904/4)/8=189,8 кН. 192 кН приняты условно, как вызывающие напряжения 100 МПа в полке уголка при её центральном растяжении (для удобства оценки степени увеличения напряжений в галтели).
2) Расчеты в посте №36 не являются расчетами определения прочности соединения. Они выполнены в линейной постановке с целью показать, что фактический способ закрепления уголка не обеспечивает равномерное распределение напряжений вдоль уголка вблизи галтели. О том, что такие расчеты не подходят для определения прочности соединения (если используется условие прочности "максимальные напряжения меньше расчетного сопротивления") я говорил ранее в теме.
3) На мой взгляд, наиболее корректной оценкой такого узла на прочность будет расчет с учетом физической нелинейности с ограничением величины пластической деформации, о чем я тоже уже писал здесь. Если в вашей схеме заменить двутавр на болванку или подкрепить полку двутавра ребрами (чтобы горизонтальные швы приварки уголка имели одинаковую жесткость основания в вертикальном направлении) это и будет такой расчет.