Подбор башенного крана для возведения здания

Лекция 5. Подбор башенного крана для возведения здания Для подбора башенного крана необходимо определить следующие характеристики: - требуемая грузоподъемность Qтр ; - требуемая высота подъема крюка над последней проектной отметкой здания с учетом запаса по высоте, высоты проекции строп и высоты самой тяжелой конструкции H кр ; - требуемый вылет стрелы Lстр . Определяем требуемую грузоподъемность Qтр . Из архитектурного раздела на здание выбираем самый тяжелый груз, который должен поднимать кран при возведении здания, например – это бункер БН-1,5 с бетоном объемом 1,5 м3. Масса бадьи без бетона составляет mт = 0,23 т. Вес бетона составляет mБ = 3,6 т. После этого по справочнику [1] подбираем четырехветьвевой строп грузоподъемностью 5 т. mcт = 0,05 т. Определяем требуемую грузоподъемность: Qтр  mБ  mcт  mт , (1) где mБ – вес бетона; mcт - вес четырехветьвевого стропа; mт - вес тары, в которой перемещают бетон. Qтр  3,6  0,05  0,23  3,88 т. Далее определяем требуемую высоту подъема крюка: H кр  H 0  hз  hг  hстр , (2) где H кр – требуемая высота подъема крюка (расстояние от поверхности земли до отметки крюка крана в самом верхнем своем положении; H 0 – высота здания от поверхности земли до самой верхней отметки, например H 0 = 42 м.; hз - высота запаса для безопасного прохода перемещаемого груза принимается минимум hз =1,5м; hг – высота перемещаемого груза, (необходимо выбрать такой перемещаемый груз, у которого при монтажном положении максимальная высота), например в рассматриваемом примере hг =1,5 м.; hстр – проекция высоты строп на вертикальную ось, hстр =2,6 м. Подставляем все значения в формулу 2: H кр  42  1,5  1,5  2,6  47,6 м. Далее определяем требуемый вылет стрелы LТР . Для этого по чертежам архитектурного раздела определяем ширину зоны или здания которую требуется обслуживать башенным краном при возведении. Кроме этого для привязки крана к возводимому зданию необходимо выполнить поперечную привязку башенного крана к зданию. Поперечная привязка башенного крана к зданию То есть потребуется определить расположение оси башенного крана относительно возводимого здания. Значение требуемой длины стрелы определяем по формуле 3: LТР  B  X , (3) где B – расстояние от оси крана до крайней ближней к башенному крану оси здания (Рис.2); X - ширина зоны 2 (Рис.1) для возведения которой требуется подобрать башенный кран. Рис. 2 Поперечная привязка башенного крана КБ-503А где a – расстояние от крайней оси возводимого здания до наружной грани фундамента, b – расстояние для прохода рабочих при осуществлении бетонирования фундамента, c – горизонтальная проекция откоса котлована, d – допустимое расстояние от бровки котлована до ближайшей опоры крана (основания откоса балластной призмы подкранового пути), e – расстояние от края балластной призмы до оси рельса, K – колея башенного крана, В – расстояние по горизонтали от оси башенного крана до ближайшей крайней оси возводимого здания B  a  b  c  d  e  0,5K , (4) a – расстояние от крайней оси возводимого здания до наружной грани фундамента, значение a согласно рассматриваемому примеру составляет 900 мм. b – расстояние для прохода рабочих при осуществлении бетонирования фундамента, b=1000 мм.; Для перемещения рабочих вдоль наружных граней фундамента и крепления наружной опалубки предусматривается уширение котлована по низу на величину 1 м. (b =1000 мм.). Эта величина может быть увеличена исходя из конкретных условий строительства и грунтовых условий. c – горизонтальная проекция откоса котлована, с=2000 мм.; При условиях, что грунт основания, например глина, а глубина заложения фундамента составляет 4 м., принимаем значение отношения откоса к глубине заложения 1:0,5 по таблице 1. Таблица 1 [2] Допустимая крутизна откосов Грунты Крутизна откосов при глубине выемки, м Насыпной, естественной влажности Песчаный и гравелистый влажный Супесь Суглинок Глина Лессовый грунт сухой до 1,5 от 1,5 до 3 от 3 до 5 1:0,25 1:1 1:1,25 1:0,5 1:1 1:1 1:0,25 1:0 1:0 1:0 1:0,67 1:0,5 1:0,25 1:0,5 1:0,85 1:0,75 1:0,5 1:0,5 Далее определяем по таблице, горизонтальную проекцию откоса котлована, поэтому с=2000 мм.. d – допустимое расстояние от бровки котлована до ближайшей опоры крана (основания откоса балластной призмы подкранового пути). Наименьшее расстояние от бровки котлована до ближайшей опоры крана определяется по таблице 2. Наименьшее допустимое расстояние от бровки котлована до бл ижайшей опоры крана, м Таблица 2 Глубина выемки, м Грунт (ненасыпной) песчаный супесчаный суглинистый глинистый лессовый сухой 1 1,5 1,25 1,0 1,0 1,0 2 3,0 2,4 2,0 1,5 2,0 3 4,0 3,6 3,25 1,75 2,5 4 5,0 4,4 4,0 3,0 3,0 5 6,0 5,3 4,75 3,5 3,5 В рассматриваемом примере величина наименьшего расстояния от бровки котлована до основания балластной призмы крана приято согласно (табл. 2) d = 3000 мм.. В – расстояние по горизонтали от оси башенного крана, до ближайшей крайней оси возводимого здания (Рис.2). e – расстояние от основания балластной призмы до оси рельса; K – колея башенного крана, (Рис.3); Рис. 3 Пространственная схема подкранового пути для выполнения поперечной привязки оси башенного крана к возводимому зданию где 1 – шпала, 2 – рельс, 3 - балластная призма, 0,5  K – половина значения колеи крана, K – колея башенного крана, 0,5  LШП - половина длины шпалы, Lб - длина откоса балластной призмы e  0,5  LШП  n  Lб , (5) где 0,5  LШП - половина длины шпалы (длина шпалы для подкрановых путей LШП составляет 1350 мм.) 0,5  LШП  0,675  0,7 ; n - расстояние от боковой грани шпалы до верхней бровки балластной призмы, в рассматриваемом примере примем n = 500 мм.; Lб - длина откоса балластной призмы. Рис.4 Пространственная схема для подсчета значения e где 1 – шпала, 2 – рельс, 3 - балластная призма, 0,5  Lшп - половина длины шпалы, Lб длина откоса балластной призмы, e – расстояние от оси рельса до основания балластной призмы Lб  (hб  0,05)  m , (6) где hб - высота слоя балластной призмы, м. (0,3-0,5 м. для балласта из песка и 0,12-0,15 м. для балласта из щебня и гравия); m - уклон боковых сторон балластной призмы (для песка 1:2, для щебня гравия 1:1,5); Определяем значение длины откоса балластной призмы по формуле 6: Lб  (0,5  0,05) 1  0,55 м. Далее определяем значение e по формуле 5: e  0.7  0,5  0,55  1,75 м. По формуле 4, определяем расстояние по горизонтали от оси башенного крана до ближайшей крайней оси возводимого здания: B  a  b  c  d  e  0,5K  0,9  1,0  2,0  3,0  1,75  3,75  12.4 м. По табл.3 примем в первом приближении башенный кран КБ-503А, руководствуясь только двумя характеристиками QТР и HТР . QТР = 3,88 т. H ТР = 47,6 м. Технические характеристики крана КБ-503А, КБ-503А.1, КБ-503А.2, КБ-503А.3 [3] Таблица 3 Наименование параметров Грузоподъемность максимальная, т. Грузоподъемность на максимальном вылете, т. Вылет, м. Вылет при максимальной грузоподъемности, м. Высота подъема максимальная, м. (горизонтальная стрела/ наклонная стрела) Конструктивная масса крана, т. Задний габарит, м. База, м. Колея, м. Установленная мощность, кВт. КБ-503А КБ-503А.1 КБ-503А.2 КБ-503А.3 10,0 10,0 10,0 10,0 7,5 5,7 4.0 10,0 7.5-35,0 28,0 7.5-40.0 25,0 7.5-45,0 20,0 7.5-30,0 30,0 53,0/67,5 53,0/70,0 53.0/73.0 53,0/65,0 97,7 98,6 69,5 67,0 5,5 8,0 7,5 140,0 Рис.5 Грузовая характеристика крана КБ-503А Для окончательной поперечной привязки башенного крана к зданию необходимо: 1) отложить расстояние B  12,4 м. от крайней (ближайшей к башенному крану оси) и провести ось расположения башенного крана; 2) определить требуемое значение LТР по формуле 3; LТР  12,4  18,4  30,8 м. 3) исходя из полученных в ходе расчетов значений QТР = 3,88 т., HТР = 47,6 м., подобранный нами башенный кран КБ-503А подходит нам по требованиям QТР , HТР , LТР , поэтому длину стрелы LСТР окончательно принимаем равной 35 м. 4) далее определяем местоположение стоянок крана и их количество. Для этого из точек 1 и 2 (Рис.6) проводим окружности, радиус которых равен принятой длине стрелы LСТР  35 м. В тех точках, где окружности пересекут ось движения башенного крана 3, там и будут расположены его стоянки. Рис. 6 Определение местоположения стоянок крана и их количества где 1, 2 – угловые точки границы части 2 (Рис.1) возведение которой осуществляется при помощи башенного крана, 3 – ось башенного крана, 4 – оси расположения рельсов подкранового пути башенного крана, 5, 6 – засечки проведенные радиусом R= LСТР  35 м. из точек 1 и 2 соответственно 5) Определяем расстояние между стоянками 1 и 2 - lСТ (Рис.7). По найденным крайним стоянкам крана определяем длину подкрановых путей: LПП  lСТ  Б  2  lТОРМ  2  lТУП , (7) где LПП – длина подкрановых путей, м.; lСТ – расстояние между крайними стоянками крана, определяется графическим способом lСТ =26,2м.; Б – база крана, определяемая по справочникам, Б =8,0 м.; lТОРМ – величина тормозного пути крана, не менее 1,5 м.; lТУП – расстояние от конца рельса до тупиков, равное 0,5 м. LПП  26,2  8,0  2 1,5  2  0,5  38,2 м. Полученное расчетом длину подкрановых путей корректируют в сторону увеличения с учетом кратности длины полузвена (Рис.7) т.е. 6,25 м. Принятая длина путей должна удовлетворять условию: LПП  6,25  nЗВ где nЗВ - количество полузвеньев. , (8) Рис.7 Продольная привязка башенного крана к зданию Выбираем количество рельсов кратно 6,25 м. Принимаем количество полузвеньев равным 7 шт. LПП  6,25  7  43,75 м. Длину подкранового пути принимаем равной 43,75 м. В рассматриваемом примере башенный кран будет обслуживать зону радиусом в 35 метров с двух стоянок, а остальную часть сектора будет обслуживать стреловой кран, расположенный с противоположной стороны возводимого сектора стадиона. Рассмотрим другой вариант привязки башенного крана на рельсовом ходу к возводимому зданию. При строительстве уникального здания возможен и такой вариант, когда башенный кран устанавливается при засыпанном и уплотненном откосе котлована. В этом случае при выполнении поперечной привязки башенного крана к зданию необходимо учитывать следующие параметры: - радиус поворотной части башенного крана (в случае если кран на рельсовом ходу); - выступы возводимого здания (козырьки подъездов, балконы, и другие выступающие части здания); - величину запаса между самой выступающей частью здания и башней крана [4]; Рис. 8 Поперечная привязка башенного крана к возводимому зданию где t – расстояние от наружной грани стены до оси, a – расстояние от наружной грани стены возводимого здания до наружной грани выступающей части, b – минимальное допустимое расстояние от наружной грани выступающей конструкции возводимого здания до внешней грани поворотной платформы башенного крана, c – расстояние от внешней грани поворотной платформы башенного крана до основания откоса балластной призмы, e – расстояние от края балластной призмы до оси рельса, K – колея башенного крана, В – расстояние по горизонтали от оси башенного крана до ближайшей крайней оси возводимого здания, X - ширина зоны 2 (Рис.1) для возведения которой требуется подобрать башенный кран. В данном случае расстояние по горизонтали от оси башенного крана до ближайшей крайней оси возводимого здания будет определяться по формуле 9: B  t  a  b  c  e  0,5K , (9) Аналогичным образом, как описано выше можно сделать поперечную привязку башенного крана к зданию.