Какие нагрузки воздействуют на строительные машины
Какие нагрузки воздействуют на строительные машины
Строительные машины находятся под воздействием нагрузок от собственного веса, рабочих нагрузок, сил инерции ветровой нагрузки, нагрузки от атмосферных осадков.
Нагрузки от собственного веса должны учитываться при определении прочности элементов конструкций машины. Наибольшее влияние нагрузок от собственного веса испытывают опорные сборочные единицы машины. Вес эксцентрично расположенных частей машины — стрел, рукоятей, консолей — может существенно увеличивать опрокидывающий момент, действующий на машину.
Нагрузки, возникающие при работе машины, зависят от вида выполняемой машиной работы. Такими нагрузками являются сопротивление грунта копанию у экскаваторов; сопротивление, возникающее при перемещении грунта отвалом бульдозера; вес поднимаемого груза грузоподъемной машиной, ковшом экскаватора или погрузчика и т. д.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Ветровые нагрузки у строительных машин с большой наветренной поверхностью (башенных, козловых кранов) могут быть настолько значительными, что иногда вызывают аварии — угон машины по рельсовым путям и опрокидывание. Ветровые нагрузки необходимо учитывать при расчете устойчивости, а также при расчете на прочность металлоконструкций и деталей механизмов передвижения, вращения поворотной части машины, а также при расчете потребной мощности двигателей.
При более точных определениях расчетную площадь элемента или груза различных профилей и конфигураций принимают по указаниям, изложенным в приложениях 1 и 2 ГОСТ 1451—77.
§ 5. Нагрузки, воспринимаемые машинами
Строительные машины находятся под воздействием: нагрузок от собственной массы; нагрузок, возникающих при работе машины; сил инерции; ветровой нагрузки; нагрузки от атмосферных осадков.
Нагрузки от собственной массы учитывают при определении прочности элементов конструкции машины. При этом необходимо принимать во внимание собственную массу ее сборочных единиц и деталей. Естественно, наибольшее влияние нагрузок от собственной массы испытывают опорные сборочные единицы машины. Масса эксцентрично расположенных частей — стрел, рукоятей, консолей — может существенно увеличивать опрокидывающий момент, действующий на машину.
Нагрузки, возникающие при работе машины, зависят от вида выполняемой машиной работы. Такими нагрузками являются сопротивление грунта копанию у экскаваторов, сопротивление, возникающее при перемещении грунта отвалом бульдозера; масса поднимаемого
Груза грузоподъемной машиной, ковшом экскаватора или погрузчика и т. д.
Инерционные нагрузки возникают при изменении скоростей или направления перемещения частей машины, машины в целом с грузом или без него.
Вертикальная инерционная сила Ри в возникает в момент разгона при подъеме или в момент торможения при опускании рабочего органа с грузом. Горизонтальная инерционная сила Ри.гор возникает при разгоне или торможении машины в процессе ее перемещения. Место приложения силы — центр тяжести машины.
Центробежные горизонтальные силы инерции возникают при вращении поворотной части (поворотной платформы) машины. Касательные горизонтальные силы инерции возникают при разгоне и торможении поворотной части машины:
где t — время разгона или торможения, с.
Ветровые нагрузки у строительных машин с большой наветренной поверхностью (башенные, козловые краны и др.) могут быть настолько значительными, что иногда вызывают аварии — скатывание машины по рельсовым путям и опрокидывание. Ветровые нагрузки необходимо учитывать при расчете устойчивости, а также при расчете на прочность металлоконструкций и деталей механизмов передвижения, вращения поворотной части машины, а также при расчете потребной мощности двигателей.
Общее давление ветра на машину определяется па формуле
где Fn — наветренная площадь машины и груза, м2; рв — расчетное удельное давление ветра, Па.
Наветренной площадью конструкции F„ со сплошными стенками является площадь, определяемая внешним контуром, а для решетчатых конструкций — внешним контуром за вычетом просветов между отдельными стержнями конструкции.
При приближенных расчетах наветренную площадь решетчатых конструкций Fn определяют как площадь, ограниченную контуром, умноженную на коэффициент заполнения, принимаемый от 0,25 до 0,5.
Когда конструкция имеет несколько плоскостей, расположенных одна за другой, и расстояние между ними составляет более двойной высоты плоскости, то наветренная площадь принимается как сумма площадей всех плоскостей. Если расстояние между разными плоскостями больше, чем высота первой плоскости, но меньше двойной ее высоты, то наветренная площадь принимается равной площади первой плоскости и 50% площади последующей плоскости.
Расчетное удельное давление ветра на 1 м2 поверхности машины (крана) определяется в соответствии с ГОСТ 1451 — 65 по формуле
где (о — скоростной напор; n — поправочный коэффициент, учитывающий возрастание скоростного напора в зависимости от высоты над поверхностью земли; с — аэродинамический коэффициент, учитывающий условия обтекания конструкции или ее элементов воздушным потоком; р — коэффициент, учитывающий динамическое воздействие, вызываемое пульсациями скоростного напора ветра.
Скоростной напор ветра q0 на 1 м2 поверхности зависит от скорости воздуха при ветре разной интенсивности:
Внешние нагрузки, воспринимаемые машинами
Строительные машины находятся под воздействием многих внешних нагрузок: от собственного веса, полезных нагрузок, возникающих при преодолении сопротивлений на рабочем органе, сил инерции, ветровой нагрузки, нагрузки от атмосферных осадков.
Нагрузки от собственного веса. При определении прочности элементов конструкции машины необходимо принимать во внимание собственный вес ее узлов и деталей. Естественно, наибольшее влияние нагрузок от собственного веса испытывают опорные узлы машины’. Вес эксцентрично расположенных частей: стрел, рукоятей, консолей — вызывает изгибающий момент и может существенно увеличивать опрокидывающий момент, действующий на машину.
Полезные нагрузки, возникающие при работе машины, зависят от вида выполняемой машиной работы. Такими нагрузками являются: сопротивление грунта копанию у экскаваторов, вес поднимаемого груза грузоподъемной машиной, ковшом экскаватора или погрузчика; преодоление сопротивлений, возникающих при перемещении грунта отвалом бульдозера, и т. д.
Инерционные нагрузки возникают при изменении скоростей или направления перемещений частей машины, машины в целом с грузом или без него.
При приближенных расчетах подветренную площадь решетчатых конструкций Fn определяют как площадь, ограниченную контуром, умноженную на коэффициент заполнения, принимаемый от 0,25 до 0,5.
Когда конструкция имеет несколько плоскостей, расположенных одна за другой, и расстояние между ними составляет более двойной высоты плоскости, то подветренная площадь принимается как сумма площадей всех плоскостей. Если расстояния между разными плоскостями больше, чем высота первой плоскости, но меньше двойной ее высоты, то подветренная площадь принимается равной площади первой плоскости и 50% площадей каждой последующей плоскости.
Все строительные машины, находящиеся под открытым небом, должны быть устойчивы при ветре любой интенсивности, однако выполнять работу при большой ветровой нагрузке могут не все. Например, свободно стоящие башенные краны не могут работать при сильном ветре из-за того, что сумма моментов от ветровой и полезной нагрузки при совпадении направления может оказаться чрезмерно большой.
В соответствии с ГОСТ 1451—65, ветровая нагрузка при работе крана, на которую кран должен быть рассчитан, принимается при ветре 7—8 баллов равной 75 кГ/м2.
К районам с частыми сильными ветрами относятся: прибрежная полоса морей шириной до 100 км, но не далее горного хребта, низовья больших рек: районы Северного Казахстана и городов Новороссийска, Баку и Братска.
Удельное давление на поверхность машины в нерабочем состоянии определяется по той же формуле с добавлением коэффициента, учитывающего динамичность воздействия ветрового напора, зависящего от пульсации ветра и коэффициента динамичности конструкции.
Скоростной напор для расчета устойчивости при нерабочем состоянии принимается до 100 КГ/AI2 ДЛЯ прибрежной полосы и 70 кГ/м2 для остальных районов.
Глава п. Силовое оборудование и приводные устройства
Все силовые установки строительных машин разделяются по типу и числу двигателей на одномоторные с электродвигателем переменного, постоянного тока или с двигателем внутреннего сгорания и многомоторные с электродвигателями переменного или постоянного тока, многомоторные с двигателями внутреннего сгорания (обычно не более двух), а также многомоторные комбинированные приводы: электрогидравлические, дизель-электрические, дизель-гидравлические и дизель-пневматические.
У машины с комбинированным приводом, например дизель-электрическим, энергетической установкой является дизель, приводящий в движение генератор переменного или постоянного тока, питающий энергией отдельные электродвигатели исполнительных механизмов.
Могут быть и более сложные комбинации приводов, например дизель-электрогидравлический. Такой привод имеется у современного самоходного скрепера, у которого источником энергии является дизель, приводящий в движение генератор электрического тока, питающий током отдельные встроенные электродвигатели ходовых колес, называемых мотор-колесами, а подъем и опускание ковша и ряд других движений осуществляются гидравлическими цилиндрами.
Какие нагрузки воздействуют на строительные машины
2. Искусственные сооружения
2.1.2. Нагрузки, действующие на искусственные сооружения
Постоянные нагрузки
Постоянные нагрузки – нагрузки, которые воздействуют на искусственные сооружения постоянно, на весь период их эксплуатации.
Искусственные сооружения могут испытывать следующие постоянные нагрузки:
Временные нагрузки
Временные нагрузки – нагрузки, которые воздействуют на искусственные сооружения не постоянно, временно или с некоторой периодичностью. К таким нагрузкам относят воздействия на ИССО от пропуска пешеходов и подвижного состава.
Искусственные сооружения могут испытывать следующие временные нагрузки:
Интерактивная схема 2.1 Временная нагрузка от подвижного состава
Расчетные нормы 1860 г. (нагрузка представляет собой поезд из четырехосного паровоза с давлением на ось 2х5,10 т + 6,60 т + 7,20 т, четырехосного тендера с давлением на ось 3 т и вагонной нагрузкой 1,50 т/м). Полный вес поезда – 36 т.
Расчетные нормы 1875 г. (нагрузка представляет собой поезд из трехосного паровоза с давлением на ось 12 т, трехосного тендера с давлением на ось 8 т и вагонной нагрузкой 2,60 т/м). Полный вес поезда – 60 т.
Расчетные нормы 1884 г. (нагрузка представляет собой три четырехосных паровоза с давлением на ось 12,5 – 15,0 т /в зависимости от пролета моста/ с трехосными тендерами и вагонной нагрузкой 2,20 т/м). Полный вес поезда – 82 т.
Расчетные нормы 1896 г. (нагрузка представляет собой два четырехосных паровоза с давлением на ось 15,0 т с трехосными тендерами с давлением на ось по 12,5 т и вагонной нагрузкой 2,60 т/м). Полный вес поезда – 97 т.
Расчетные нормы 1907 г. (нагрузка представляет собой два пятиосных паровоза с давлением на ось 20,0 т и четырехосными тендерами с давлением на ось по 14,0 т и вагонной нагрузкой 6,0 т/м). Полный вес поезда – 156 т.
Рисунок 2.1 Схема временной нагрузки
Рисунок 2.1 Схема временной нагрузки
Расчетные нормы 1921 г. (нагрузка представляет собой два пятиосных паровоза с давлением на ось 22,0 т и четырехосными тендерами с давлением на ось по 16,0 т и вагонной нагрузкой 7,0 т/м). Полный вес поезда – 174 т. Для сверхмагистралей (дорог I класса) предписан тяжелый поезд из 2-х шестиосных паровозов с давлением на ось 32 т и четырехосных тендеров с давлением по 25 т/ось и вагонной нагрузкой 9 т/м. Так как в 1921 г. были повышены допускаемые напряжения для литой стали, то спроектированные по этой схеме мосты, оказались по сечениям поясов более слабыми, чем мосты, спроектированные по нормам 1907 г.
Рисунок 2.2 Схема временной нагрузки
Рисунок 2.2 Схема временной нагрузки
Расчетные нормы 1923 г. (нагрузка представляет собой два шестиосных паровоза с давлением на ось 25,0 т и четырехосными тендерами с давлением на ось по 20,0 т и вагонной нагрузкой 7,0 т/м). Полный вес поезда – 230 т.
Рисунок 2.3 Схема временной нагрузки
Рисунок 2.3 Схема временной нагрузки
Расчетные нормы 1925 г. НКПС установил 3 расчетных поезда: усиленный У, нормальный Н, облегченный О.
Усиленный поезд У состоит из двух шестиосных паровозов с четырехосными тендерами с давлением на ось по 30,0 т и вагонной нагрузкой 8,0 т/м. Полный вес поезда – 300 т.
Нормальный поезд Н состоит из двух шестиосных паровозов с четырехосными тендерами с давлением на ось по 25,0 т и вагонной нагрузкой 8,0 т/м). Полный вес поезда – 250 т.
Рисунок 2.4 Схема временной нагрузки
Рисунок 2.4 Схема временной нагрузки
Расчетные нормы 1931 г. утверждены постановлением № 107 от 11.06.31 г. Всесоюзного Комитета по стандартизации при Госплане СССР и применялись Гипротрансом с 1930 г. Нагрузка представлена в виде схемы эквивалентной нагрузки Н1, которая умножается на соответствующий коэффициент К, равный весу погонного метра вагонной нагрузки в тоннах и принимаемый равным 7 или 8 для постоянных сооружений и 6 для временных. Эти нагрузки немного легче поездов 1925 г., имеющих чрезмерный вес.
Рисунок 2.5 Схема временной нагрузки
Рисунок 2.5 Схема временной нагрузки
Нормативная временная вертикальная нагрузка от подвижного состава железных дорог (СК) С14 1962 г. – в виде объемлющих максимальных эквивалентных нагрузок (т/м), полученных от отдельных групп сосредоточенных грузов весом 2,5К тс и равномерно распределенной нагрузки 1К т/м пути. К – класс устанавливаемой нагрузки (для капитальных сооружений К = 14, для деревянных мостов К = 10).
Прочие нагрузки
Прочие нагрузки – остальные временные нагрузки: атмосферные, ледовые, сейсмические и т.п.
Помимо постоянных и временных нагрузок искусственные сооружения испытывают другие (прочие) различные нагрузки:
Какие нагрузки воздействуют на строительные машины
НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
____________________________________________________________________
Текст Сравнения СП 20.13330.2011 с СП 20.13330.2016 см по ссылке;
Текст Сравнения СП 20.13330.2011 со СНиП 2.01.07-85* см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
Дата введения 2011-05-20
Сведения о своде правил
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 20.13330.2010
ВНЕСЕНЫ правки на основании информации об опечатках, опубликованной в Информационном бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 8, 2011 г.
Правки внесены изготовителем базы данных
Введение
1 Область применения
1.1 Настоящий свод правил устанавливает требования по назначению нагрузок, воздействий и их сочетаний, учитываемых при расчетах зданий и сооружений по предельным состояниям первой и второй групп, в соответствии с положениями ГОСТ Р 54257.
1.2 Дополнительные требования по назначению расчетных нагрузок допускается устанавливать в нормативных документах на отдельные виды сооружений, строительных конструкций и оснований.
1.3 Для зданий и сооружений повышенного уровня ответственности дополнительные требования к нагрузкам и воздействиям на строительные конструкции и основания необходимо устанавливать в соответствующих нормативных документах, технических заданиях на проектирование с учетом рекомендаций, разработанных специализированными организациями.
1.4 При проектировании следует учитывать нагрузки, возникающие при возведении и эксплуатации сооружений, а также при изготовлении, хранении и перевозке строительных конструкций.
2 Нормативные ссылки
Нормативные документы, на которые в тексте настоящих норм имеются ссылки, приведены в приложении А.
3 Термины и определения
В настоящем СП приняты термины и определения, приведенные в приложении Б.
4 Общие требования
4.1 Основными характеристиками нагрузок, установленными в настоящих нормах, являются их нормативные (базовые) значения.
При необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость и в других случаях, оговоренных в нормах проектирования конструкций и оснований, кроме того, устанавливаются пониженные нормативные значения нагрузок от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий, от мостовых и подвесных кранов, снеговых, температурных климатических воздействий.
4.3 В особых сочетаниях (см. 6.2) коэффициент надежности по нагрузке для постоянных, длительных и кратковременных нагрузок следует принимать равным единице, за исключением случаев, оговоренных в других нормативных документах.
4.4 Расчетные значения климатических нагрузок и воздействий (снеговые и гололедные нагрузки, воздействия ветра, температуры и др.) допускается назначать в установленном порядке на основе анализа соответствующих климатических данных для места строительства.
4.5 При расчете конструкций и оснований для условий возведения зданий и сооружений расчетные значения снеговых, ветровых, гололедных нагрузок и температурных климатических воздействий следует снижать на 20%.
5 Классификация нагрузок
5.2 Нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций, а также при возведении сооружений, следует учитывать в расчетах как кратковременные нагрузки.
Нагрузки, возникающие на стадии эксплуатации сооружений, следует учитывать в соответствии с указаниями 5.3-5.6.
5.3 К постоянным нагрузкам следует относить:
а) вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций;
б) вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление;
в) гидростатическое давление.
Сохраняющиеся в конструкции или основании усилия от предварительного напряжения следует учитывать в расчетах как усилия от постоянных нагрузок.
5.4 К длительным нагрузкам следует относить:
а) вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование;
б) вес стационарного оборудования: станков, аппаратов, моторов, емкостей, трубопроводов с арматурой, опорными частями и изоляцией, ленточных конвейеров, постоянных подъемных машин с их канатами и направляющими, а также вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование;
в) давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах, избыточное давление и разрежение воздуха, возникающее при вентиляции шахт;
г) нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажного оборудования в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, книгохранилищах, архивах и подобных помещениях;
д) температурные технологические воздействия от стационарного оборудования;
е) вес слоя воды на плоских водонаполненных покрытиях;
ж) вес отложений производственной пыли, если не предусмотрены соответствующие мероприятия по ее удалению;
з) пониженные нагрузки, перечисленные в 4.1;
и) воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта, а также оттаиванием вечномерзлых грунтов;
к) воздействия, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов.
5.5 К кратковременным нагрузкам следует относить:
а) нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах, а также при его перестановке или замене;
б) вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования;
в) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с полными нормативными значениями, кроме нагрузок, указанных в 5.4, а, б, г, д;
г) нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (погрузчиков, электрокаров, кранов-штабелеров, тельферов, а также от мостовых и подвесных кранов с полным нормативным значением), включая вес транспортируемых грузов;
д) нагрузки от транспортных средств;
е) климатические (снеговые, ветровые, температурные и гололедные) нагрузки.
5.6 К особым нагрузкам следует относить:
а) сейсмические воздействия;
в) нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования;
г) воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта (например, при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в районах горных выработок и в карстовых;
д) нагрузки, обусловленные пожаром;
е) нагрузки от столкновений транспортных средств с частями сооружения.
Расчетные значения особых нагрузок устанавливаются в соответствующих нормативных документах или в задании на проектирование.
6 Сочетания нагрузок
6.1 Расчет конструкций и оснований по предельным состояниям первой и второй групп следует выполнять с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.
Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или основания.
6.2 В зависимости от учитываемого состава нагрузок следует различать: