ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

11-005-06

Наименование проекта

Анализ изменения усилий в элементах стального каркаса от крановых нагрузок.

Назначение

Исследование характера усилий в элементах каркаса от изменения величины крановых воздействий.

Рекомендуемая область применения

Строительство

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

По данным ЦНИИПромзданий доля крановой нагрузки на конструкции каркаса составляет 65...85% от величины всей расчетной нагрузки, а нагрузка от покрытий составляет от 14% до 35% расчетных нагрузок от мостовых кранов. Таким образом, габариты и масса строительных конструкций на 80% зависит от грузоподъемности крана, а 20% - от вида ограждающих конструк­ций.

В ходе выполнения статического расчета на примере однопролетной стальной рамы с одноступенчатыми колоннами, жестким креплением сквоз­ного ригеля и легкой кровлей, нами был проведен анализ характера измене­ния усилий в элементах каркаса от величины крановых воздействий. Расчет выполнялся на ЭВМ с применением комплекса ППП "SCAD" при изменении грузоподъемности крана в диапазоне 30,50,80 и 100т, а также для случая бес­кранового загружения.

По материалам исследования получены следующие результаты.

При снижении грузоподъемности крана от 100т до 30т в подкрановой ветви нижней части сквозной колонны наблюдается уменьшение продольных усилий на 53%, поперечных сил и момента на 48...50%, а при снижении до бескранового загружения до 95 и 87% соответственно. При тех же крановых воздействиях в шатровой ветви колонны отмечается снижение продольных сил до 37%, поперечных сил и момента на 42...48%, а при отсутствии крано­вого загружения от 67% до 84% соответственно. Уменьшение грузоподъем­ности крана в том же диапазоне влечет за собой снижение продольных уси­лий в элементах решетки подкрановой части колонны на 48%; при отсутст­вии кранов - на 89%.

В надкрановой сплошностенчатой части ступенчатой колонны измене­ния грузоподъемности крана от 100т до 30т практически не оказывает влия­ния на величину продольных усилий, но влияет на уменьшение момента и поперечной силы на 40%, а в случае бескранового загружения на 79%.

С увеличением крановой нагрузки наблюдается снижение продольных усилий в поясах сквозного ригеля за счет разгрузки опорных моментов, воз­никающих в узлах жесткого закрепления его с колоннами. В случае шарнир­ного опирания ригеля на колонны (что имеет место в типовых решениях), разгружающий эффект, естественно, будет отсутствовать. Значения усилий в элементах решетки остаются без изменения, поскольку они не воспринимают колебания крановых воздействий.

Таким образом, проведенный анализ подтверждает, что основное влия­ние на материалоемкость конструкций каркаса оказывают мостовые краны.

В качестве конструктивных предложений, направленных на снижение крановых нагрузок на элементы каркаса, высказываются различные рекомен­дации, включая:

-    замену мостовых кранов на напольные средства подъема и перемеще-­
ния грузов, такими средствами могут стать козловые, гусеничные, порталь-­
ные, стреловые рельсовые краны и др.;

-    при разработке проекта рассматривать возможность поэлементного
перемещения грузов, сочетания мостовых кранов и напольного транспорта.

Несомненно, что реализация принципов автономного конструирования технологической и строительной частей промзданий, основанной на отказе от передачи технологических и, прежде всего, крановых нагрузок на конст­рукции каркасов, будет давать положительные результаты.

Преимущества перед известными аналогами

Новые пути снижения металлоемкости каркасов промышленных зданий.

Стадия освоения

Способ (метод) проверен в лабораторных условиях

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Реализация принципов автономного конструирования технологической и строительных частей промзданий, основанной на отказе от передачи технологических и крановых нагрузок, будет давать положительные результаты с экономическим эффектом не менее 20 000руб.

Возможность передачи за рубеж

За рубеж не передаётся

Дата поступления материала

30.10.2006