книги / Справочник проектировщика инженерных сооружений

Модель

пресса

№ выпуска

Характеристики основания

Модуль

деформа­ ции грунта Вид грунтов

мПа (кге/см2)

Расход Размеры, мм материа­

лов

7.1. Общие сведения

Открытые крановые эстакады используют для механизации погрузочно-разгрузочных работ на складах различных отраслей промышленности, в том числе на складах готовой продукции заво­ дов стройиндустрии, складах леса, металла, угля и других материалов и изделий, хранение кото­ рых допускается на открытом воздухе. Применя­ ют их также в технологическом процессе при из­ готовлении железобетонных конструкций на по­ лигонах, в установках грануляции шлаков, в копровых цехах, на участках раздевания слитков на металлургических заводах и т. д. Они являют­ ся сооружениями массового межотраслевого при­ менения.

Функции открытых крановых эстакад может выполнять напольный транспорт, в частности козловые краны, передвигающиеся по путям, уложенным в уровне поверхности земли. По сравнению с мостовыми козловые краны более до­ рогостоящие, но стоимость строительно-монтаж­ ных работ для их установки значительно ниже стоимости строительства крановых эстакад. Вме­ сте с тем применение козловых кранов характеризуется^следующими недостатками: они передвига­ ются медленнее, чем мостовые и требуют большего расхода электроэнергии; для прокладки путей не­ обходимо больше площади, чем для устройства рядов колонн эстакады; при наличии путей "коз­ ловых кранов исключается возможность ввода железобетонных путей и въезда автотранспорта на площадку эстакады поперек движения кра­ на; усложняется обеспечение техники безопас­ ности.

Всвязи с этим установка подвижных козловых кранов в ряде случаев не удовлетворяет требова­ ниям технологии.

Всоответствии со СНиП 2.09.03-85 открытые крановые эстакады применяют в случаях, когда технологический процесс не может быть обеспе­ чен подвижными козловыми кранами.

При проектировании крановых эстакад учиты­ вают особые условия их эксплуатации.

Впроизводственных зданиях, оборудованных

мостовыми кранами, наименее долговечны конст­ рукции, подверженные непосредственному дина­ мическому воздействию крановых нагрузок: кра­ новые рельсы и их крепления к балкам, подкра­ новые балки и узлы их крепления к колоннам. В открытых крановых эстакадах решение этих конструкций и узлов их примыкания усложняет­ ся вследствие следующих факторов:

статическая схема открытых крановых эстакад более деформативна, чем схема поперечных рам производственных зданий;

6<

эстакады эксплуатируются на открытом воз­ духе, подвержены атмосферным воздействиям, коррозии, воздействию больших перепадов тем­ ператур и т. д.;

нагрузки на площадки эстакад от складирова­ ния различных материалов и грузов в ряде слу­ чаев значительно превосходят нагрузки на полы производственных зданий, что обусловливает увеличение неравномерной осадки и крена фун­ даментов;

знакопеременная динамическая крановая на­ грузка является преобладающей, в то время как для поперечных рам производственных зданий она составляет только незначительную часть от полной нагрузки.

К проектированию крановых эстакад предъяв­ ляются более жесткие требования, чем к проекти­ рованию зданий.

Эстакады располагают на горизонтальной пло­ щадке, при этом предусматривают отвод атмо­ сферных вод с площадки устройством местных уклонов. За условную отметку 0,000 принимают отметку головки рельса железнодорожного пути, проходящего по площадке эстакады, а при от­ сутствии ввода железной дороги — отметку пла­ нировки или покрытия пола у колонн.

При проектировании эстакад используют ти­ повые конструкции и детали, обеспечивающие максимальную унификацию конструкций и узлов и минимальное количество их типоразмеров. Вместе с тем учитывают конкретные условия строительства и эксплуатации, а также технико­ экономическую целесообразность принимаемых решений. Материал конструкций эстакад вы­ бирают в соответствии с указаниями данной гла­ вы и ТП 101-81*.

При проектировании открытых крановых эста­ кад предусматривают помещения для защиты ра­ ботающих от неблагоприятных метеорологиче­ ских воздействий. Допускается использовать для этой цели помещения зданий, расположенных на расстоянии не более 300 м от наиболее удаленных рабочих мест.

Открытые крановые эстакады допускается проектиройать примыкающими к зданиям и сооруже­ ниям. В местах примыкания эстакады к торцу неотапливаемого здания с выходом мостовых кра­ нов из здания на эстакаду совмещают поперечные разбивочные оси и фундаменты колонн здания и эстакады, если это допускается конструктивными решениями.

При примыкании эстакады к продольной сторо­ не здания или сооружения следует: в случае одновременного их строительства совмещать кон­ струкции фундаментов примыкающих сооруже­ ний; при пристройке к существующему зданию

163

(сооружению) располагать новые фундаменты между существующими (в шахматном порядке).

Сток воды с крыши здания на крановые пути, троллеи и обслуживающие площадки не допус­ кается.

В районах с расчетной зимней температурой до —30 °С длину температурных блоков эстакад принимают при железобетонных колоннах 84, стальных 132 м. При этом для железобетонных колонн требуется расчет на температурные воз­ действия. В районах с расчетной зимней темпера­ турой от —30 до —40 °С включительно длину температурного блока рекомендуется уменьшить на 24 м.

Покрытие площадки эстакады проектируют в соответствии со СНиП II-В.8-71 и с учетом тех­ нологических требований.

Вводы железнодорожных путей на площадку эстакады проектируют в соответствии со СНиП 2.05.07-85.

Если эстакада предназначена для хранения абразивных и крупногабаритных материалов и изделий, для защиты нижней части железобетон­ ных и стальных колонн от ударов и истирания рекомендуется предусматривать навешивание съемных деревянных брусьев.

7.2. Проектные решения

Габаритные схемы открытых крановых эста­ кад характеризуются: пролетом эстакады /, рав­ ным расстоянйю между продольными координа­ ционными осями; высотой эстакады Л — превыше­ нием головки кранового рельса над условной от­ меткой ± 0,000; типом и грузоподъемностью кра­

на trig, т.

Открытые крановые эстакады могут быть обо­ рудованы мостовыми электрическими опорными кранами общего назначения (крюковые) грузо­ подъемностью до 50 т и специальными (магнит­ ными, грейферными и магнитно-грейферными) грузоподъемностью до 20 т всех групп режима

работы кранов * (см. ГОСТ 25546—82 и СНиП 2.01.07-85).

Примерный перечень мостовых кранов разных групп режимов работы приведен в табл. 7.1.

При проектировании крановых эстакад грузо­ подъемность кранов принимают по ГОСТ 1575— 81* (СТ СЭВ 1330—78), длину по ГОСТ 534—78* (СТ СЭВ 5235—85), шаг колонн — 12 м. При соответствующем обосновании допускается назна­ чать другой шаг колонн кратный 6 м.

Отметки головок рельсов мостовых кранов от­ крытых крановых эстакад принимают по ряду унифицированных отметок головок рельсов мос­ товых кранов одноэтажных производственных зданий (ГОСТ 23837—79).

Пролеты кранов принимают меньше пролета эстакады на 1,5 м, а при наличии поперечных рас­ порок выше кранового габарита — на 2 м. При реконструкции размеры пролетов и высот допус­ кается принимать в соответствии с размерами пролетов и высот реконструируемых эстакад или примыкающих к ним зданий.

Открытые крановые эстакады проектируют одно- и многопролетными. В многопролетной до­ пускается применять не более двух различных размеров пролетев. Унифицированные габаритные схемы открытых крановых эстакад приведены в табл. 7.2.

Фактические отметки головки кранового рель­ са зависят от материала и высоты подкрано­ вых балок, группы режйхма работы крана и несколько отличаются от номинальных отметок (табл. 7.3).

Краны поставляются по техническим условиям заводов-изготовителей (табл. 7.4). При установке на эстакаде специальных кранов нагрузки от них приводятся к эквивалентным нагрузкам от

5

10

16/3,2

20/5

32/5

крановых эстакад краны групп режима 1К...ЗК

(Л) не применяют.

Для проектирования эстакад необходимы сле­ дующие данные о кранах (табл. 7.5): максималь­ ное давление на каток Fmax\ масса крана и

тележки тс\ расстояние между катками (база) Лк и ширина крана В .

Для определения ветровой нагрузки на мост крана, торец и кабину требуются данные об их площади, которые с достаточной точностью мо­ гут быть приняты по табл. 7.6 (рис. 7.1).

Открытые крановые эстакады представляют собой ряды колонн, по которым устанавливают j пролетные строения. Колонны рассматриваются ; в поперечном направлении как свободно стоящие, j защемленные в фундаментах, в продольном — ; как защемленные в фундаментах и шарнирно свя­ занные между собой пролетными строениями. В одном (желательно среднем) шаге колонн в пределах каждого температурного блока уста­ навливают вертикальные связи по колоннам. Оптимальным является шаг колонн 12 м. Большие шаги колонн применяют по условиям технологи­ ческого процесса или решениям генплана (напри­

ных воздействий. В таких случаях эстакада или ее часть превращается в крытую. Проектирова­ ние крытых эстакад не отличается от проекти­ рования зданий. Однако устройство крытых эста­ кад (за исключением возведения навеса для защи­ ты крана) не достигает поставленной дели, так как при отсутствии стен складируемые изделия и материалы недостаточно защищены от воздей­

ствия косого дождя и снега. Взамен крытых эстакад рекомендуется проектировать неотапли­ ваемые здания с легкими ограждающими конст­ рукциями (например, с покрытием и стенами из асбестоцементных волнистых листов).

В некоторых случаях эстакады проектируют с жесткими поперечными конструкциями — рас­ порками выше кранового габарита; распорки сни-

жаютдеформативность в поперечном направле­ нии, но увеличивают стоимость и трудоемкость возведения эстакады.

Жесткие распорки выше кранового габарита допускается применять в случаях неравномерных деформаций основания или при нормативной нагрузке на пол эстакады более 0,2 МПа. Габа­ риты приближения кранов к строительным конст­ рукциям, предусмотрены «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кра­ нов», утвержденными Госгортехнадзором СССР.

Эстакады с жесткими распорками выше кранового габарита проектируют так же, как производствен­ ные здания.

Особенность эстакад крытых и с жесткими рас­ порками — необходимость устройства сквозного прохода вдоль крановых путей, для чего пре­ дусматривают отверстия в теле оголовков колонн размером не менее 0,4 X 1,8 м либо обходы вокруг колонн вне кранового габарита шириной не менее 0,4 м. В связи с этим для них заказывают краны меньшего пролета, чем для открытых эстакад, что допускается техническими условиями заводовизготовителей. Вместо обычно применяемых про­ летов кранов 16,5; 22,5; 28,5 и 34,5 м, в этих случаях заказывают краны с пролетами соот­ ветственно 16; 22; 28 и 34 м (привязка оси кра­ нового пути к координационной принимается равной 1000 мм).

Вкачестве основного типа рассмотрена двух­ пролетная эстакада, в которой различают конст­ рукции крайних и среднего рядов (рис. 7.2).

Однопролетную эстакаду получают из двух­ пролетной, исключая средний ряд колонн и про­ летных конструкций, многопролетную — добав­ ляя необходимое количество средних рядов ко­ лонн и пролетных конструкций.

Взависимости от технологического процесса предприятия различают крановые эстакады для производств, допускающих и не допускающих перерыв в работе крана. В последнем случае вво­ дятся более жесткие условия расчета, оговорен­ ные в п. 7.5.

Основные конструктивные элементы открытых крановых эстакад — пролетные строения, колон­ ны (опоры пролетных строений) и вертикальные связи по ним, фундаменты. Комплектующие эле­ менты — посадочные площадки, лестницы на них

ина пролетные строения.

Пролетные строения состоят из подкрановых балок (стальных или железобетонных), тормоз­ ных конструкций (ферм или балок), применяе­ мых только при стальных балках, ходовых насти­ лов и поддерживающих их конструкций, периль­ ного ограждения, кранового пути и крановых упоров.

Для проектирования открытой крановой эста­ кады помимо исходных данных, перечисленных в п. 1.2, выдают технологическое задание, содер­ жащее:

количество и размеры пролетов, длину эста­ кады, шаг колонн, отметку головки кранового рельса;

характеристику кранового оборудования (тип, грузоподъемность, режим работы кранов, их количество в каждом пролете, тип кранового рельса);

расположение посадочных площадок и отметки их пола;

данные о складируемых материалах, в том чис­ ле о нагрузке от них на пол эстакады, об их абразивности и необходимости защиты колонн от ударов и истирания;

агрессивность среды; ввод железнодорожных путей и автомобильных

дорог; особые условия (например, эстакаду пристраи­

вают к торцу существующего здания с выходом крана из здания на эстакаду или к его продоль­ ной стене; по колоннам эстакады прокладывают крупногабаритные коммуникации и т. д.).

При соответствующем обосновании в задании может быть предусмотрено перспективное уве­ личение грузоподъемности кранов, связанное с

табл. 7.4, кроме задания составляют технические условия.

При проектировании реконструкции в задании дополнительно приводят сведения о цели рекон­ струкции; обмерочные чертежи строительной части сооружения, относящиеся к конструкциям, которые предполагается использовать в реконст­ руируемом сооружении, а также сведения от обслуживающего персонала об особенностях эксплуатации; сведения о состоянии и особен­ ностях эксплуатации мостовых кранов, если они не подлежат замене.

При составлении задания стремятся к приме­ нению типовых конструкций эстакад и учитывают это при выборе параметров эстакады. Индиви­ дуальный проект эстакад допустим в тех случаях, когда отклонение параметров подлежащей проек­ тированию эстакады от параметров габаритных схем типовых конструкций подтверждается тех­ нико-экономическими расчетами и требования­ ми технологической части проекта.

7.3. Расчет

При расчетах крановых эстакад учитывают постоянные и временные (длительные, кратковре­ менные, особые) нагрузки: постоянные на несу­ щие конструкции эстакады — их собственный вес, а также нагрузки от зданий, сооружений, складов и т. п., расположенных за пределами эстакады, влияющие на деформативность основа­ ний под подошвой ее фундаментов; временные длительные — вес материалов, деталей или обо­ рудования, располагаемых на полу эстакады в зоне действия мостовых кранов; кратковремен­ ные — от мостовых кранов (вертикальные и го­ ризонтальные); от веса людей, деталей и ремонт­ ных материалов на проходах вдоль путей; от снега на этих проходах; ветровая на несущие конструкции и мостовые краныГ температурные климатические “воздействия; особые воздей­ ствия — сейсмические и просадки основания, обу­ словленные коренным изменением его структуры (уплотнение просадочных грунтов при замачи­ вании, просадки в районах горных выработок

ит. п.).

Нормативную вертикальную нагрузку на хо­

довые галереи от веса людей и ремонтных мате­

риалов принимают равной 2000 Па (200 кгс/м2) и учитывают без совместного действия со снего­ вой нагрузкой* Так как обычно эта нагрузка превосходит интенсивность снеговой, то практи­ чески при расчете пролетных строений и колонн открытых эстакад снеговую не учитывают.

Вертикальные крановые нагрузки учитывают от двух сближенных кранов в каждом пролете (при этом принимают невыгодную комбинацию

Т а б л и ц а 7.7. Значение коэффициента сочетаний

усилий). Таким образом в однопролетных эста­ кадах расчет производится на вертикальные нагрузки от двух сближенных кранов, в много­ пролетных — от двух (для крайних рядов) или четырех (для средних рядов) сближенных кра­ нов, расположенных в одном створе в соседних пролетах.

4 Горизонтальными крановыми нагрузками яв­ ляются нагрузки от продольного и поперечного торможения. Нагрузки продольного торможе­ ния на один каток

Нагрузка поперечного торможения на один ка­ ток при кранах с гибким подвесом

Для определения крановых нагрузок на ко­ лонну производят накатку кранов — размещают их в наиболее невыгодном положении (рис. 7.3).

Нагрузки на колонну от кранов с четырьмя катками при одном и двух кранах в пролете, при шаге колонн 12 м определяют по следующим формулам.

При загружении одним краном (рис. 7.3, а): вертикальная нагрузка

Горизонтальные крановые нагрузки от по­ перечного или продольного торможения кранов учитываются не более чем от двух кранов. При этом в однопролетных эстакадах рассматриваются два сближенных крана, а в многопролетных — два крана в соседних пролетах, расположенные

водном створе.

Всоответствии со СНиП 2.01.07-85 вертикаль­ ные и горизонтальные крановые нагрузки учи­

в двух комбинациях — при максимальном (см. табл. 7.5) и минимальном давлении крана на ка­ ток, которое с достаточной для практических целей точностью может быть принято по формуле Fmin = 6/4, где G — вес моста крана (условно

принято допущение, что вес груза и тележки полностью передаются на противоположный кра­ новый путь).

При загружении двумя кранами (рис. 7.3, б) вертикальная нагрузка

горизонтальная нагрузка от поперечного тормо­ жения кранов

В формулах (7.3)...(7.6) приняты обозначения: Fmax — максимальное вертикальное давление

на один каток; Fht — усилие горизонтального поперечного торможения кранов на один каток;

Ак — база крана, м; В — ширина крана, м. При проектировании открытых крановых эста­

кад ветровая нагрузка учитывается в двух ва­ риантах:

при неработающем (без груза и без усилий про­ дольного и поперечного торможения) кране по СНиП 2.01.07-85 в зависимости от ветрового района и высоты сооружения;

при работающем кране'по ГОСТ 1451— 77 не­ зависимо от ветрового района и высоты сооруже­ ния — 125 Па (12,5 кгс/м 2) для обычных произ­ водств и 500 кПа (50 кгс/м 2) для производств, не допускающих перерывов в работе.

При неработающем кране допускается учиты­ вать мост крана ка к элемент, связывающий про­

дольные ряды колонн эстакады между собой (при учете ветровой нагрузки на торец крана), и распределить ветровую нагрузку на оба ряда

колонн.

При работающем кране все горизонтальные нагрузки передаются на один_ряд колонн.

Нагрузки от перепада температур определяют­ ся в зависимости от нормативной зимней темпера­

СНиП 2.01.07-85. Температурная деформация для

у крайней колонны температурного блока, одна­ ко, поскольку эта колонна испытывает меньшие вертикальные и горизонтальные усилия в пер­ пендикулярной плоскости, то проверять следует крайнюю и предыдущую колонны. Крановые и ветровые нагрузки, действующие на колонны эстакад (при шаге колонн 1 2 м), приведена в табл. 7.8. Для всех эстакад, кроме оговоренных ниже, должен быть учтен коэффициент надеж­ ности по назначению, принимаемый как для зданий II класса, у п = 0,95. Для эстакад под краны с группой режима работы 7К (т), исполь­ зуемых в производствах, исключающих перерывы в работе крана, у п = 1 .

Расчетной схемой эстакад при расчете в по­ перечном направлении являются ряды защемлен­ ных в фундаментах консольных колонн; вдоль эстакады — ряды защемленных в фундаментах колонн, шарнирно связанных поверху пролет­ ными строениями, с дополнительным элементом связей в среднем шаге каждого температурного блока (см. рис. 7.4). Связи, ка к правило, выпол­ няют крестового типа, при этом в расчетах учи­ тывают только растянутую ветвь.

Таким образом при расчете колонн на усилия,

действующие вдоль эстакады от ветра, продоль­ ного торможения кранов и температурного пере­ пада рассматривается дважды статически неопре­ делимая система.

Усилия в колоннах от внешних нагрузок долж­ ны быть найдены по ряду комбинаций нагрузок.

Для колонн, расположенных в средней по дли-

не эстакады части температурного блока, рас­ сматриваются комбинации по A/max, по N min, по

М х т а х и П 0 М у т а х (при соответствующем значе­

нии момента в перпендикулярном направлении). Изгибающие моменты М у возникают в эстакадах с железобетонными подкрановыми балками от внецентренного приложения опорной реакции подкрановых балок.

Для крайней и ближайшей к ней колонн каж ­ дого температурного блока, кроме того, должны быть учтены моменты М и от температурного пе­ репада.

Расчеты сечений выполняют по первой группе предельных состояний (по несущей способности) и второй (по пригодности к нормальной эксплуа­ тации) согласно нормативным требованиям в за­ висимости от материала конструкции.

Расчеты по второй группе предельных состоя­ ний предусматривают ограничения перемещений верхнего конца колонны, а для железобетонных конструкций, кроме того, также ограничения ширины раскрытия трещин.

Указанные ограничения обусловлены упомя­ нутыми ранее тяжелыми условиями эксплуатации эстакад: горизонтальное перемещение колонн на уровне кранового рельса, обусловленное силой поперечного торможения одного крана макси­ мальной грузоподъемности из числа установлен­ ных в пролете, должно быть не более 5 мм; сбли­ жение крановых рельсов от совместного действия вертикального давления и поперечного торможе­ ния одного крана максимальной грузоподъемно­ сти в пролете должно быть не более 15 мм (провер­ ка выполняется при внецентренном загружении колонн вертикальной нагрузкой).

Обе проверки выполняют при значении коэф­ фициента надежности по нагрузке y f — 1 .

Ограничения ширины раскрытия трещин при воздействии кратковременных нагрузок принима­ ют для эстакад, эксплуатируемых в неагрессив­

В оголовках двухветвевых колонн средних ря­ дов (части колонны, расположенной выше под­ крановой площадки, в пределах высоты подкра­ новой балки) образование трещин не допускается.