2. Методы расчета

В соответствии с ГОСТ 28609—90 [7] расчеты металло­конструкций грузоподъемных кранов должны проводиться по методу предельных состояний.

ПЕРВОЕ предельное состояние — потеря несущей спо­собности по условиям:

- разрушения (хрупкого, вязкого, усталостного) элемента или соединения конструкции;

- достижения состояния, при котором дальнейшее увели­чение нагрузок приведет к переходу конструкции или ее эле­мента в изменяемую систему (например, вследствие потери устойчивости формы или достижения напряжениями в от­дельных зонах сечения предела текучести.)

Основная расчетная зависимость при проверочных рас­четах:

(2.1)

при проектных расчетах

(2.2)

где — нормативные значения внешних нагрузок для принятого расчетного случая; — усилие (момент) в рас­считываемом элементе (сечении) при — коэффи­циенты надежности по нагрузке (коэффициенты перегруз­ки), учитывающие возможность отклонения действитель­ной величины нагрузки от ее нормативного значения; Ф — геометрический фактор, зависящий от вида дефор­мации элемента (площадь поперечного сечения, момент сопротивления и др.); R— расчетное сопротивление ма­териала при данном виде деформации (табл. 1.2); — коэффициент неполноты расчета, учитывающий: степень ответственности рассчитываемого элемента, зави­сящую от возможных последствий его разрушения; от­клонение фактических геометрических размеров конст­рукции от проектных; качество изготовления конструк­ций; несовершенства расчета, связанные с неточностью расчетных схем, неполнотой методов расчета и др.

ВТОРОЕ предельное состояние - потеря несущей спо­собности по условиям:

- возникновения деформаций, препятствующих нормаль­ной эксплуатации крана при сохранении несущей способно­сти по условиям первого предельного состояния;

- возникновения длительных незатухающих колебаний, препятствующих достижению необходимой точности работы (для монтажных кранов) и оказывающих неблагоприятные воздействия на машиниста крана.

Расчетные зависимости второго предельного состояния:

(2-3)

(2-4)

Где — расчетная комбинация нормативных нагрузок ( ); С — коэффициент жесткости конструкции; — фактическое (расчетное) время затухания колебаний конструкции после подъема груза; и — пре­дельные величины упругого прогиба и времени затухания колебаний.

3. Расчетные случаи нагружения. Нормативные и расчетные нагрузки, их комбинации

3.1. Нормативные и расчетные нагрузки

Нормативные величины нагрузок принимаются на осно­вании технического задания. В случае неполноты исходных данных нагрузки принимаются на основании спецификаций по аналогии с существующими конструкциями или на осно­вании литературных данных.

Расчетные величины нагрузок назначаются с учетом воз­можного отклонения (как правило, в сторону увеличения) фактических величин от нормативных значений, т. е.

, (3.1)

где Р_i — расчетная величина нагрузки; Р_Hi — нормативная величина нагрузки; γ_fi -коэффициент надежности по на­грузке (коэффициент перегрузки).

3.2. Комбинации нагрузок

Комбинации нормативных и расчетных нагрузок, реко­мендуемые ВНИИПТМАШ [6, 8], приведены в табл. 3.1. Обозначения в табл. 3.1 следующие.

I, II , III - расчетные случаи нагружения.

I - расчет на действие нормальных эксплуатационных на­грузок: работа с эквивалентными грузами (как правило -меньше номинальной грузоподъемности и с учетом рас­пределения масс грузов по количеству циклов). Данная комбинация используется при расчетах на выносливость;

II - расчет на действие максимальных рабочих нагрузок. Комбинация рассматривается при проектных и прове­рочных расчетах на прочность и устойчивость;

III — расчет на действие нерабочих нагрузок (ураганного ветра, аварийных нагрузок и др.)- Учет ветрового давле­ния производится при пролете крана свыше 32 м.

Буквы А, Б, В, Г означают комбинации при различных соче­таниях работы крана:

А — кран и тележка неподвижны, производится уско­ренный подъем (или торможение при опускании) груза. Комбинация нагрузок применяется для про­ектного или проверочного расчета главных балок моста в средней части пролета.

Б — разгон (торможение) крана при расположении те­лежки с грузом в середине пролета при совместном действии вертикальных и горизонтальных нагрузок.

В — движение крана при расположении тележки с гру­зом у концевой балки. Комбинация используется для проверки прочности опорного сечения пролетной балки, прочности концевой балки и прочности узла сопряжения балок при совместном действии верти­кальных нагрузок и горизонтальной силы перекоса.

Г — положение тележки с номинальным грузом в сред­ней части пролета. Комбинация используется для проектного и проверочного расчета статической жесткости крана в вертикальной плоскости, в том числе и при действии испытательного груза. В по­следнем случае расчеты проводятся на действие ис­пытательного груза G_ИСП. По правилам Гостехнадзо­ра [3] .

Таблица 3.1 - Комбинации нагрузок мостовых кранов общего назначения

Нормативные нагрузки		Комбинации расчетных нагрузок
Виды нагрузок	Обо- зна-че- ния	1А	1Б	IIA	IIб	IIB	IIГ	III
Вес металлической конструкции крана с учетом коэффициента толчков							-
Вес оборудования на конструкции							-
Вес тележки
Вес груза , включая грузозахват, с учетом динамических коэффициентов и								-
Горизонтальные силы инерции		-		-		-	-	-
Сила перекоса при движении крана		-	-	-	-		-	-
Давление ветра		-	-			-	-