Выбор крана и схемы монтажа

Вид монтажного кран выбирается в зависимости от конструктивных особенностей и размеров строящегося сооружения, от условий строительства (от стесненности, от рельефа и т.д.). В данном случае предполагается простые условия, т.е. ровный рельеф, свободная территория без каких-либо посторонних объектов, создающих стесненность. Строящиеся объекты представляют собой каркасные здания без подвальной части. Конфигурация и размеры строящихся объектов №1 и№2 различны, поэтому для каждого из них требуются различные краны.

Выбор кранов рекомендуется проводить, исходя из следующих общих правил. Для монтажа невысоких сооружений, занимающих значительные площади в плане, обычно применяются самоходные стреловые краны (в частности, одноэтажные промышленные здания, как правило, строятся такими кранами). Башенные краны обычно применяются при монтаже высоких сооружений, занимающих сравнительно небольшую площадь в плане. В соответствии с этим в первую очередь следует решить, для какого объекта целесообразно использовать башенный кран, а для какого стреловой самоходный.

Схема монтажа – это расположение монтажного крана (его стоянок) относительно строящегося здания, направление его движения при монтаже, последовательность операций и т.д. Монтажный кран может двигаться либо за пределами контура здания, либо перемещается внутри его контура. Если конструктивная схема строящегося здания позволяют крану находиться внутри контура здания, то для монтажа можно использовать менее мощные краны, с меньшим вылетом стрелы (обычно это возможно при монтаже одноэтажных промышленных зданий). В данной работе допускается принятие по усмотрению студента любой схемы монтажа, но нужно ее обосновать, т.е. объяснить, почему принята та или иная схема. На рис. 2 представлены некоторые возможные схемы размещения кранов.

Основными параметрами крана, по которым подбирается его марка, являются:

- требуемая грузоподъемность при заданных вылетах стрелы,

- требуемая высота подъема крюка (монтажная высота),

- требуемый вылет крюка.

Требуемая грузоподъемность Q определяется по монтажному весу G_M наиболее тяжелого монтируемого элемента (табл. 1) с учетом удаленности его проектного положения от стоянки крана, т.е. выбор крана производится по наименее благоприятному сочетанию монтажного веса элемента и вылета стрелы. Должно удовлетворяться условие (рис. 2):

, (1)

где G_Э – вес монтируемого элемента,

G_О – вес монтажной оснастки и грузозахватных устройств,

Вес монтажной оснастки и грузозахватных устройств принимается в зависимости от фактически используемого оборудования и составляет обычно 0, 02…0, 2 кН. Требуемая грузоподъемность принимается при вылете стрелы, соответствующем удаленности монтируемого элемента в рассматриваемом сочетании «монтажный вес – вылет стрелы».

Высота подъема грузового крюка над уровнем стоянки крана Н_к (монтажная высота) определяют для всех видов кранов по формуле (рисунок 2):

(2)

где – высота сооружения (табл. 1),

– высота монтируемого элемента (принимать 1, 5 м),

– запас по высоте (0, 3…0, 6 м)

– высота строповки (1, 5 м).

Для стреловых кранов необходимо также проверять достаточность размера грузового полиспаста h _п, который должен обеспечивать безопасное удаление монтируемого элемента от стрелы крана. Расстояние S от оси стрелы до ближайшего края монтируемого элемента (рисунок 2 а) не должно быть меньше 1, 5 м. Высота грузового полиспаста h _п зависит от марки крана (в данном случае допустимо принимать для всех вариантов h _п =2 м)

Вылет крюка крана L_К выбирается так, чтобы обеспечивались удобство и безопасность монтажа наиболее удаленного элемента.

В случае башенного крана выбор вылета крюка стрелы L_К определяется лишь расстоянием от оси движения крана до наиболее удаленного элемента (рисунок 75 б):

, (3)

где а – ширина колеи подкрановых путей,

b – расстояние между подкрановым путем и сооружением (на рисунке 3 б это расстояние от правого рельса, т.е. ближайшего к монтируемому сооружению, до ближайшего края сооружения), м,

с – ширина сооружения, м.

Обычно принимается (при отсутствии глубокого подвала)

a /2 + b ≈ 4…6 м

При выборе самоходного стрелового крана имеются свои особенности, и приходится учитывать бó льшее число факторов. Во-первых, стоянки стреловых кранов в большинстве случаев могут располагаться с обеих сторон возводимого сооружения, поэтому нет необходимости в том, чтобы крюк доставал до противоположного конца сооружения. Достаточно, чтобы он доставал до середины сооружения, т.е. вылет крюка L_К может быть таким, как он показан на рисунке 75 а.

, (3а)

где а, b, c – то же, что и в формуле (3)

Во-вторых, у таких кранов должно регламентироваться уже упомянутое расстояние (зазор) между стрелой и верхним ближайшим краем сооружения. На рисунке 75 а этот зазор косвенно характеризуется величиной S, которая примерно на половину ширины стрелы больше этого зазора (как уже отмечалось, S ³ 1, 5 м). Наконец, положение нижнего шарнира стрелы и ее наклон заставляют принимать вылет стрелы с учетом угла такого наклона a и монтажной высоты Н_к. Определение вылета крюка (стрелы) L_К можно определять по формуле:

, (20)

где все обозначения показаны на рисунке 3 а, а именно:

В – длина наиболее длинного монтируемого элемента (ширина сооружения);

S – минимальное расстояние (по горизонтали) от оси стрелы до ближайшего верхнего угла сооружения в момент установки монтируемого элемента (что примерно совпадает с расстоянием до ближайшего края монтируемого элемента), как отмечалось, S ³ 1, 5 м;

Н_К – высота подъема грузового крюка над уровнем стоянки крана (см. формулу (2));

, , , – то же, с теми же значениями, что и в формуле (2);

– длина грузового полиспаста (h_П ≈ 2 м);

h_c – высота шарнира пяты стрелы над уровнем стоянки крана (обычно 1, 0…1, 5 м);

d – расстояние от оси поворотной платформы крана до шарнира пяты стрелы.

После выяснения требуемых параметров (максимальной грузоподъемности, максимальной высоты подъема, максимального вылета стрелы) выбирается наиболее приемлемая марка крана по таблицам приложения.

Пример. Строительная организация имеет возможность арендовать башенные краны, технические характеристики которых приведенные в таблицах 2 и 3 приложения. Необходимо выбрать наиболее подходящий башенный кран (из числа приведенных) для следующих условий: масса наиболее тяжелого элемента 3, 2 т, требуемый вылет стрелы (крюка) 18 м, требуемая максимальная высота подъема 41, 5 м. Считаем, что арендная плата кранов типа КБР примерно на 35…30% выше платы за краны типа КБ-403.

Рассмотрим сначала приемлемость кранов по грузоподъемности (3, 2 т). Если рассматривать краны типа КБР, то требованию грузоподъемности удовлетворяет все краны, кроме крана КБР-1 с удлиненной стрелой (2, 4 т < 3.2 т). Среди кранов типа КБ-403 сомнений по грузоподъемности не вызывают краны КБ-403Б.2 и КБ-403Б.3 (4 т > 3, 2 т), а также все краны с наклонной стрелой (3, 7 т > 3, 2 т). Приемлемость кранов 403Б и КБ-403Б.1 требуют более подробного анализа, так как при максимальном вылете горизонтальной стрелы (30 м) их грузоподъемность (3 т) несколько ниже требуемой (3, 2 т). Однако вылет 30 м в данном случае не требуется: достаточно, чтобы при вылете 18 м кран мог поднимать груз 3, 2 т, т.е. эти краны (КБ-403Б и КБ-403Б.1) тоже могут считаться приемлемыми по грузоподъемности. Таким образом для дальнейшего рассмотрения следует отставить только кран КБР с удлиненной стрелой.

По вылету стрелы сомнений не вызывает приемлемость крана КБР-1 с укороченной стрелой (20 м > 18 м). Приемлемость остальных кранов требует

более подробного анализа. Так краны КБ-403 способны при вылете горизонтальной стрелы 15…16, 5 м поднимать груз 8 т, а при 30 м – груз 3 т, при максимальном вылете наклонной стрелы (26, 3 м) – груз 3, 7 т. Таким образом, при вылете 18 м подъем груза 3, 2 т не должен создавать проблем. Это означает, что в данном случае все краны типа КБ-403 приемлемы по вылету стрелы. Это означает, что для дальнейшего рассмотрения можно составить пять кранов: четыре крана типа КБ-403 и кран КБР-1 с укороченной стрелой.

По высоте подъема (41, 5 м) среди оставленных для рассмотрения кранов приемлемыми представляются кран КБР-1 с укороченной стрелой, кран КБ-403Б с горизонтальной стрелой, он же с наклонной стрелой, и краны КБ-403Б.1, КБ-403Б.2 с наклонной стрелой. Учитывая, что аренда крана КБР-1 дешевле аренды кранов КБ-403, делаем выбор в пользу крана КБР-1 с укороченной стрелой.

Литература:

1. Технология строительных процессов: Учеб. / А.А. Афанасьев, Н.Н. Данилов, В.Д. Копылов и др.; Под ред. Н.Н. Данилова, О.М. Терентьева. -М.: Высш. шк., 2005 г.464 с.

2. Белецкий Б.Ф. Строительные машины и оборудование. Справочное пособие. -Ростов-на-Дону: «Феникс», 2002. -592 с.

3. Рыжков И.Б. Технология и организация строительных работ. Часть II и III. Уфа: Изд. БГАУ, 2007. 400 с.