Методы расчета несущих металлических конструкций грузоподъемных кранов

Методы расчета несущих металлических конструкций грузоподъемных кранов.

Началом появления методов объективной оценки прочности несущих конструкций следует считать известные экспериментальные работы Леонардо да Винчи и Галлилея. К концу 19 века потребности бурно развивающихся промышленности, транспорта и строительного дела обусловили создание достаточно обоснованных методов расчета несущих металлических конструкций, в значительной мере не потерявших значения и в настоящее время. При этом широко использовались многие, выполненные значительно ранее и не получившие практического применения, теоретические разработки - например исследования Р.Гука по основам теории упругости, Л.Эйлера по устойчивости упругих систем, и т.д.
Здесь, и не в последнюю очередь вследствие развития строительства таких ответственных и металлоемких сооружений, как железнодорожные мосты, актуальным становятся вопросы совмещения минимальной массы конструкции с её высокой надежностью.
До начала 20-х годов краностроители применяли, за малыми исключениями, методы расчета, разработанные для нужд строительства. Однако, в 1900 - 1920г.г. появляется ряд работ, специально освещающих специфические вопросы расчета крановых конструкций. Здесь, в первую очередь, следует выделить широко известные руководства немецкого инженера В.Л. Андрэ, где в строгой, но вполне доступной для практиков форме, изложен статический расчет стержневых конструкций кранов большинства известных на тот период типов, включая достроечные судостроительные краны, плавучие краны и т.д.
В работах профессора Рижского политехнического института М.Н. Берлова были изложены основные положения расчета динамических нагрузок, действующих при работе грузоподъемных кранов.
Опыт отечественного и зарубежного краностроения был обобщен в подготовленной к печати в 1941 г и вышедшей в свет в 1944г монографии заведующего лабораторией института ВНИИПТМАШ П.Е. Богуславского, которому удалось в краткой форме изложить все основные вопросы расчета и проектирования крановых стальных конструкций. Здесь необходимо отметить, что это издание, как и ряд других работ на аналогичную тему этого же и других отечественных авторов, по глубине и качеству изложения, не имеют аналогов в мировой технической литературе.
С середины ЗОг.г. появляются национальные нормативы, регламентирующие проектирование и расчет крановых металлоконструкций. К настоящему времени такие нормативы действуют в большинстве промышленно развитых стран. Имеются также и международные стандарты. К сожалению, в СССР и в России, такие нормы не были созданы.
На государственном уровне рассматриваемые вопросы были регламентированы только в военный период, когда в 1942г Народный комиссариат тяжелого машиностроения СССР утвердил Временные нормы на проектирование кранов, разработанные ВНИИПТМАШ.
В 1955г в СССР, во многом благодаря основополагающим трудам профессора Н.С.Стрелецкого, был впервые узаконен расчет строительных конструкций по методу предельных состояний. По инициативе П.Е. Богуславского с конца 50г.г., впервые в мировой практике, он начал применяться и в краностроении.
В настоящее время для расчета металлических конструкций кранов преимущественно применяют разработанный в 1992г стандарт ВНИИПТМАШ и Ассоциации «Подъемтранстехника» «Краны промышленного назначения. Нормы и методы расчета элементов стальных конструкций». Несмотря на положительный опыт применения этого документа при создании кранов различных видов; к настоящему времени выявилась целесообразность определенной его корректировки, что и производится в настоящее время.
Нормативы СТО в значительной мере базируются на Строительных нормах и правилах (Действующая редакция -Стальные конструкции. СНиП П-23-81*), которые оказались достаточно эффективными не только для расчета строительных, но и других стальных несущих конструкций. Такой подход также существенно облегчает пользование справочной и другой литературой, ориентирующейся на указанный СНиП.
Очевидно, что в СТО в максимальной мере учтены особенности крановых конструкций.
Метод предельного состояния предусматривает введение нормативного и расчетного сопротивления материала. Первое значение соответствует гарантированным стандартами на материал значениям временного сопротивления и предела текучести. Расчетное сопротивление за счет введения коэффициентов однородности учитывает найденные статистическим путем отклонения механических свойств материала. Коэффициенты однородности варьируются от 1,025 до 1,10.
Аналогичным образом отклонения ожидаемых расчетных нагрузок от номинальных, нормативных, учитывают введением коэффициентов перегрузок - например, возможное увеличение веса перемещаемого груза вследствие ошибок крановщика, и т.п. При этом, в зависимости от вида нагрузки, эти коэффициенты, как правило, различны. Значения их, в виду отсутствия достоверных статистических данных, установлены на основании многолетнего опыта разработки и эксплуатации кранов промышленного назначения и варьируются в пределах Кп = 1,0-1,8.

Скачать и распечатать полную версию

Комментарии закрыты.