[tnz]

Доброго времени суток.
Столкнулся с проблемой расчета подкрановых путей, схема следуйщая: вдоль цеха идет 2 ряда колонн с шагом, скажем, 5м и высотой 5м, пролет 10м. На колонны опираеться подкрановый путь для кран-балки в виде (опять же условно) двутавра с приваренным к нему рельсом. Сложность возникла в методике расчета самой колонны. На что ее считать? Изгиб поперечный, продольный, осевое давление? Пока для себя вывел 3 варианта решения, они довольно абстрактные, но, как говориться, лучше чем ничего:

Рис. 1 - Общий вид


1. Считаю пока так, поскольку для перестраховки получаеться самый большой запас.
Рассматриваем систему как плоскую раму: 2 стойки и ригель, по середине которого стоит кран (грузоподъемность к примеру 10т)
Если отсечь половину системы (и соответственно нагрузка уменьшиться вдвое) то выходит простая схема:

Рис. 2 - Расчетная схема


По изгибающему моменту расчитываеться необходимый момент сопротивления и выбираеться колонна (труба).
Здесь длина колонны не учитываеться, поэтому после выбора проводиться расчет на продольный изгиб - P=(П^2*E*J)/(ml)^2
П.с.: понимаю решение очень убогое, но так покрайней мере все просто и понятно на моем начальном уровне.

2. Правильный, на мой взгляд вариант решения, но в данный момент не могу его осилить т.к. нет подробно расписанного примера с простым решением, в высшей математике я не очень силен.
Решается сама П-образная рама без отсечения. В учебниках по сопромату находил похожие варианты, но с кучей лишних нагрузок и сложным решением поэтому сам пока не могу произвести такой расчет.
На сайте http://rama.sopromat.org/ получил вот такую расчетную схему:

Рис. 3 - Результат расчета программой

Так же минус этого расчета в том, что это статика, а в моем случае нагрузка динамическая и поскольку возможны различные нагрузки от резкого торможения крана с грузом, удары и тд. поэтому данный расчет как минимум нужно дополнить этими силами (как именно дополнить - так же для меня проблемка).

3. Тоже спорный вариант решения, но вполне логичный:
Взять одну колонну и приложить к ее верхнему концу усилие от торможения крана с грузом 10т, направление усилия - паралельно земле и соответственно перпендикулярно колонне. В учебниках оно грубо принимаеться по следующей формуле:
Поперечная нагрузка от торможения:
T=(Q+G)/(10*4/2)
Q - грузоподъемность (учитывая крайнее расположение тележки с грузом около расчитываемой колонны -Q=10т),
G - вес крана (в данном случае - вес концевой балки и тележки/тельфера, G=1т),
4/2 - общее количество колес/приводных колес (в нашем случае - 2/1).

Получим консольную балку L=5м, нагруженную поперечной изгибающей силой T, что решаеться просто.


Товарищи, подскажите хорошее решение не влезая в дебри высшей математики, застрял на этом вопросе. Перечитал много учебников по кранам, сопромату и архитектуре, только после того как ничего похожего не нашел решил обратиться к форуму, так что не взыщите.

[Fogel]

Все гораздо хуже чем тут написано. На изгиб балки и на сжатие колонны это сущая мелочь против того, что кран может сотворить тупо ударившись в тупик. Колоны может просто согнуть, бо динамика жуткая вещь. А в третьем варианте трение как-то очень забавно учитывается... Но все едино трение торможения и близко не стоит к удару об упоры.

[kozaki]

1. "Нельзя просто так взять.. " и выкинуть половину конструкции. Нужно еще в местах отрыва проставить все реакции.
Если подумать над схемой и результатом, можно понять, что она никак не соответствует действительности. Даже в центре пролета балка изгибается в другую сторону.

2. и 3. Объединяются. Тема называется "сложное сопротивление" , или как-то так. Рисуются эпюры на Изометрическом изображении конструкции (на всех 3х плоскостях пространства), потом в участках, где есть напряжения из разных плоскостей высчитывают эквивалентные напряжения и по ним производится рассчет.

Здесь надо учесть, что колонна будет изгибаться и еще в сторону перпендикулярную исследуемой, т.к. кран-балка будет перемещаться в процессе работы (и здесь нужно учесть торможение)
Крутящий момент в колонне при торможении не возникает - его сдержат рельсы, как я понимаю.

Сила торможения равна массе (балки с грузом), умноженной на ускорение торможения.

[Hummerman]

Для начала правильно собрать нагрузки!
Почитайте к примеру http://dwg.ru/dnl/7130 Проектирование подкрановых балок и о внецентренно сжатых колонах.

[Fogel]

kozaki, На счет торможения это не совсем так. Там учитывается давление на колесо, коэффициент трения и количество колес оборудованых тормозами. В придачу масса груза при торможении ведет себя совершенно странным образом - она раскачивается и нагрузка от нее не такая резкая. Вот удар в демпфер, вот это да - ускорение очень большое, трение пофигу и работает вся масса. Поэтому крайние колны и усиливают. А эпюры да, несколько странные...

[Serge Krasnikov]

Fogel, kozaki, Парни, не придумывайте.
Давным давно уже существуют расчеты этих самых подкрановых балок, механики этим не занимаются, потому как это расчеты строительной части, ну вот в их литературе и надА искать эти расчеты, ну посмотрите хотя бы источник, который дал Hummerman.
Я вообще удивляюсь, почему механику дали это считать, думаю это не очень правильное решение

[Fogel]

Да, "тормозные листы" делают строители, но вот нагрузки задает крановый отдел. Только что был у них в гостях - у шефа на экране висит самодельная программка, от скорости массы и грузоподъемности прикидывает эти нагрузки для строителей, а уж те пересчитывают нагрузки в сечения для балок и колон.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от Fogel Да, "тормозные листы" делают строители, но вот нагрузки задает крановый отдел. Только что был у них в гостях - у шефа на экране висит самодельная программка, от скорости массы и грузоподъемности прикидывает эти нагрузки для строителей, а уж те пересчитывают нагрузки в сечения для балок и колон.

В паспорте крана дается давление на колеса на рельс, а вот тормозные усилия они рассчитывают сами.
ЗЫЖ Я вот токо-токо такую же примерно работу делал сам, перелопатил литературы(в том числе и программ) пока не нашел нужное .

[tnz]

Спасибо за советы, но пока картина не слишком прояснилась.
Строительную литературу перечитал в первую очередь, но там расчеты на статику.
Насколько я понял - самый опасный случай возникает при ударе нагруженного крана о буфер, необходимо высчитать силу удара и приложить к концу крайних опорных колонн, проверив их поперечный изгиб. Подскажите подробней о методике расчета данной силы или хотя-бы учебник с существующим расчетом. Повторюсь, в строительной литературе - статика, в сопромате такого нет, а учебники по кранам (Гохберг, Александров и тд) довольно сильно отличаются друг от друга содержанием, так что буду очень признателен за указание источника.

Hummerman, спасибо, изучу.
Serge Krasnikov, по-подробней можно? =)

З.ы: еще такой вопрос, часто встречалась фраза о суммировании статических и динамических усилий при проектировании колонн, это как понимать? Задать такие геометрические параметры сечения, которые выдержат вкупе нагрузку скажем от удара (или торможения) и одновременно вес крана с грузом? Ну тоесть общее напряжение брать как (F/A+M/W)?

[Serge Krasnikov]

Сообщение от tnz Строительную литературу перечитал в первую очередь, но там расчеты на статику.

Мого быть оно и статика, но усилие торможения в источнике Hummerman трактуется так (см. рис.)

Насколько я понял - самый опасный случай возникает при ударе нагруженного крана о буфер, необходимо высчитать силу удара и приложить к концу крайних опорных колонн,

Это не характерно для работы кранов, если такое случается, то работников отвечающих за безопасную работу на кранах, надо гнать в три шеи, а ремонтников заставить отремонтировать концевые выключатели.
Из советов могу дать такой, один из пролетов металлических колонн стягивают диагональными стяжками, я на заводе таких много видел.

Serge Krasnikov, по-подробней можно? =)

Видишь ли я в данный момент работаю в организации в плотную занимающейся кранами, ремонтом, монтажом, изготовлением...
Ну вот заказчик попросил проверить может ли выдержать существующий путь установку второго подвесного крана, пришлось делать расчеты, колонны естественно я не считал, но расчет колонн я встречал в инженерном калькуляторе лиры.

[tnz]

Спасибо за ответы, карнита чуток прояснилась.
Примерный расчет выполню для двух вариантов:
1. Проверка колонн на изгиб от сил торможения крана с грузом, формула приведена выше (Мандриков, "Примеры расчета металлических конструкций")
2. Расчет крайних колонн на изгиб от силы удара в буфер. Хороший расчет есть в Гохберге "Металлические конструкции ПТМ". Кинетическая энергия движущегося крана с грузом делится на "ход" буфера:
P=(mV^2)/2*S - W
W - общее сопротивление передвижению, коим можно пренебречь для большего запаса,
S - путь поджатия буфера. Величина табличная для пружинных и резиновых буферов, для металлических различной конструкции можно примерно вычислить (прогиб консольной балки).

Сообщение от kozaki 2. и 3. Объединяются. Тема называется "сложное сопротивление" , или как-то так. Рисуются эпюры на Изометрическом изображении конструкции (на всех 3х плоскостях пространства), потом в участках, где есть напряжения из разных плоскостей высчитывают эквивалентные напряжения и по ним производится рассчет.

Не понятно как именно высчитать эквивалентные напряжение, если можно распиши по-подробней.

[kozaki]

Сообщение от tnz Не понятно как именно высчитать эквивалентные напряжение, если можно распиши по-подробней.

Не знаю, как здесь это считать. Для начала нужно составить расчетную схему системы.

Я бы рекомендовал следовать совету Serge Krasnikovа использовать специализированную литературу по таким кранам и постараться не лезть глубоко в сопромат.

[ZVV]

Я бы посоветовал топикстартеру отказаться от расчета и отдать его проектировщику строительных конструкций. Судя по задаваемым вопросам, у автора явно недостаточно знаний по этой тематике, а для строителя такие конструкции обычное дело.
Если же времени много и есть желание самому разобраться, то необходимо начать с изучения учебников по металлическим конструкциям и нормативной литерары:
-например Беленя Е.И. "Металлические конструкции" http://dwg.ru/dnl/1875;
-СП 20.13330-2011 "Нагрузки и воздействия" http://dwg.ru/dnl/9468;
-СП 16.13330.2011 Стальные конструкции http://dwg.ru/dnl/9395.

[Tyhig]

Вы учтите, что в строительстве применяется метод расчёта по предельным состояниям, а в машиностроении метод расчёта или стырен из строительства (и тогда тот же метод) или просто голый сопромат, то есть старый метод "по разрушающим нагрузкам" (если не ошибаюсь) !

Разные методы.
Строительный расчёт основан на теории вероятности и СНиПах (всякие там коэффициенты к нагрузкам, сочетаниям и т.п., одна нагрузка - несколько решений (прочность, деформация, устойчивость) ).
Сопромат - на математике (одна нагрузка - одно решение).
Машиностроитель этого может и не учесть.


Динамику строители учитывают или в статике коэффициентом динамичности (неточно) или в динамике задавая динамическую нагрузку. На это должны быть ограничения СНиП.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от Tyhig а в машиностроении метод расчёта или стырен из строительства

Offtop: Бедные вы разнесчастные, все у вас тырят...

[Tyhig]

Да не, я сам наполовину недомашиностроитель.
У меня на руках был расчёт проходческого полка, в котором был использован СНиП "Стальные конструкции".
Но при этом для схожих конструкций используется некий коэффициент запаса к прочности. Что не имеет общего со строительными расчётами.
Например Нулевая рама при проходке вертикального ствола согласно утраченной методике Южгипрошахта (или вернее автор методики не известен, но там она тоже использовалась) рассчитывается на удар проходческой бадьи с коэффициентом динамичности 4 по той методике (разумеется этот Кд ничего общего с Кд для статики не имеет).
И, как я себе представляю, так всё машиностроение устроено.
Считается сопромат или МКЭ, принимается свой К запаса или же он регламентирован ПБ и РД и расчёт готов.

А в строительных расчётах применяется система коэффициентов к прочности материалов, нагрузкам, условиям работы, вероятности сочетаний нагрузок...
Это просто другая система расчётов.
В СССР так и не была рождена та же система для машиностроения. Хотя строительная система расчётов считается следующим поколением (3-е по счёту).
При этом по слухам Европа местами до сих пор считает "по разрушающим напряжениям".

Отличие между 2 и 3 поколением, как я смутно понял, в применении теории вероятности в 3 поколении.

Следствием, например, служит тот факт, что по СНиП невозможно определить момент разрушения.
Возможно только гарантировать неразрушение с заданной вероятностью.
А по сопромату можно посчитать, когда конструкция рухнет.

Сейчас в СССР должна была бы быть революция в машиностроительных расчётах приводящая расчёты к поколению 3.
Но в нормах РФ скорее всего так и осталось 2 поколение.
Просто СССР развалился.

Хотя, возможно, для нужд машиностроения строительные расчёты могут почему-то и не подходить. Но я не представляю себе причины такого...

В любом случае мешать оба поколения в одном расчёте нельзя.
А ?скорее всего? нормы так и регламентируют делать.

[Billy]

Здесь мы имеем дело не с обычным расчетом поперечника на крановые нагрузки который есть во всех упомянутых учебниках, а скрановой эстакадой. Эстакаду отличает отсутствие ригеля между колоннами. Специфика описана в приложении к СНиП 2.09.03-85 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТКРЫТЫХ КРАНОВЫХ ЭСТАКАД. Правда у нас не открытая, а эстакада внутри здания, что допускается этими нормами.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от Tyhig Хотя, возможно, для нужд машиностроения строительные расчёты могут почему-то и не подходить. Но я не представляю себе причины такого...

ЛаднА, открою я тебе страшную тайну
Я вот иногда влазю в расчеты строителей, ну вот например как я и говорил считал подкрановые пути, ну немного не привычно, но когда разберешься в принципе все узнаваемо, сопромат и теоретическая механика в принципе те же, т.е. основа в принципе одинаковая, единственная разница в подходах, машиностроители делают свои расчеты только в пределах упругих деформаций и дальше ни... ни... потому как брак

[alexfr]

ЛаднА, открою я тебе страшную тайну
был выполнен расчет своеобразной бочки по СНиП 2-23-81 и по ГОСТ сосуды и аппараты под давлением, паралельно лежал эскизный немецкий расчет.
по снип толщины 16-14-12мм, по гост - 20-18-14, у немцев - промежуточные значения. Пластика не учитывалась.

все-таки коэф. запаса хорошо отличается - в СНиП - примерно 20%, допускаемых напряжений - примерно 60%
Реально видел несколько конструкций, ушедших в пластику - и конструкции стояли, а ездить на машине с прогнувшимся до асфальта брюхом не получится, кроме того - и в СНиП под динамику и знакопеременные нагрузки пластику не допускают.

Честное слово - правильно посчитать и нарисовать подкрановую балку может и студент, но грамотно законструировать узлы, не поработав с сериями (в которых тоже не все безупречно), достаточно сложно и лучше бы упираться рогом - пусть делает специалист-строитель-КМ-щик (почему-то в 90% случаев с первого взгляда видно - этот КМ делал бетонщик, хотя методики расчета и одинаковы, поэтому я -даст бог-никогда не полезу в дела машиностроителей).

[Serge Krasnikov]

Сообщение от alexfr поэтому я -даст бог-никогда не полезу в дела машиностроителей

Offtop: Мне тоже не хочется в ваши расчеты, да карта легла, приходится

[gomer]

Сообщение от ZVV Я бы посоветовал топикстартеру отказаться от расчета и отдать его проектировщику строительных конструкций. Судя по задаваемым вопросам, у автора явно недостаточно знаний по этой тематике, а для строителя такие конструкции обычное дело.

из той информации, что здесь выложена, пока расчитывать нечего-то, да и вероятность того, что десятитонник ваш не упадет с половиной цеха, весьма мала

[Tyhig]

tnz курите:
старая рабочая документация настоящих проектировщиков
СНиП Нагрузки и воздействия
СНиП Стальные конструкции (к нему выходили 5-6 пособий, найдите все и тоже курите)
СНиП Антикоррозийная защита (не помню точно название)
Разные ПБ Ростехнадзора из его перечня за 2011 год
а также
СНиП Несущие и ограждающие конструкции (на производство работ)
СНиП "Технологическое оборудование и трубопроводы" (на производство работ, но не помню есть ли там про краны, может и нет)

[Ворчун]

А причём здесь "Машиностроение"? Это в подраздел "Металические конструкции".

[sciurus]

а почему не воспользоваться уже посчитанными нагрузками... например: с.1.424.3-7... там были таблицы в зависимости от пролета, грузоподъемности и режима работы крана...