Коэффициент заложения откоса, a

Грунт	Коэффициент заложения откоса, a при глубине выемки, не более, м
1,5
Насыпной неуплотняемый Песчаный и гравийный Смесь Глина Лесс и лессовидный	0,67 0,5 0,25	0,67 0,5 0,25	1,25 0,85 0,5 0,5

Положение границы опасной зоны относительно подошвы выемки в случае пригрузки бермы весом строительных машин может быть определено через наименьшее допустимое приближение опоры крана l_н (конца шпалы, гусеницы, колеса) к основанию откоса по табл. 9.3.

Таблица 9.3

Наименьшее допустимое расстояние до подошвы траншеи

Глубина выемки, м	Наименьшее допустимое расстояние lн, м для грунта (ненасыпного)
песчаного	супесчаного	суглинистого	глинистого
	1,5	1,25 2,4 3,6 4,4 5,3	3,25 4,75	1,5 1,75 3,5

ЗадачаТребуется определить положение границы опасной зоны на берме выемки глубиной 3 м в суглинистых грунтах.

Решение

1. По исходным данным находим по табл. 9.2 значение коэффициента заложения a = 0,5.
2. Вычисляем след плоскости скольжения от возможной призмы обрушения на берме, свободной от нагрузки:

1. По табл. 9.3 наименьшее допустимое приближение к подошве незакрепленного откоса l_н = 3,25 м, в котором учитывается дополнительная пригрузка бермы массой строительной машины (крана).
2. Принимаем положение границы опасной зоны для двух случаев:

берма выемки свободна от нагрузки – l_н = 2,8 м;

берма выемки имеет нагрузку – l_н = 3,25 м.

Устойчивость кранов

Для свободно стоящих стреловых кранов проверка грузовой устойчивости обязательна при двух положениях крана. В первом случае кран установлен на рабочей площадке с наибольшим допустимым уклоном a при направлении стрелы в сторону уклона перпендикулярно ребру опрокидывания (рис. 9.1, а).

а)

б)

Рис. 9.1. Схема расчета грузовой (а) и собственной (б)

устойчивости стрелового крана

На кран со стороны противовеса действует ветровая нагрузка рабочего состояния и инерционные нагрузки, возникающие при работе механизмов подъема, поворота, изменения вылета и передвижения крана. Инерционная нагрузка, возникающая при передвижении крана, учитывается только при проверке устойчивости вдоль подкранового пути. Во втором случае при работе крана на площадке с наибольшим допустимым уклоном a стрела с грузом на максимальном вылете направлена в плане под углом 45° к ребру опрокидывания в сторону уклона рабочей площадки. В дополнение к первому расчетному случаю на кран действует касательная инерционная нагрузка от массы груза и стрелы, возникающая при работе механизма поворота крана в неустановившемся режиме.

Расчет ветровых нагрузок

За ветровую нагрузку на кран в рабочем состоянии принимается предельная нагрузка, при которой обеспечивается эксплуатация крана с номинальным грузом. Ветровой нагрузкой на кран в нерабочем состоянии считается предельная ветровая нагрузка, на которую должны быть рассчитаны элементы крана. Ветровая нагрузка определяется суммой статической и динамической составляющих.

Статическая составляющая ветровой нагрузки рассчитывается по формуле

(9.1)

где r – плотность воздуха;

u – скорость ветра, направленного параллельно земле;

к – коэффициент, учитывающий изменение динамического давления ветра по высоте;

с – коэффициент аэродинамической силы;

п – коэффициент перегрузки (для рабочего состояния п=1, для нерабочего п=1,1).

Для нерабочего состояния динамическое давление и скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли в зависимости от района РФ следует принимать по табл. 9.4.

Таблица 9.4

Скорость и давление ветра

Показатель ветровой нагрузки	Районы РФ
I	II	III	IV	V	VI	VII
Скорость ветра, м/с
Динамическое давление , Па

П р и м е ч а н и е. Московская, Ивановская и Владимирская области – 1 район.

Для рабочего состояния крана динамическое давление и скорость ветра u на высоте 10 м над поверхностью земли, вне зависимости от района установки крана, но с учетом его назначения принимается по табл. 9.5.

Таблица 9.5

Скорость и давление ветра

Назначение кранов	Скорость ветра, м/с	Динамическое давление, Па
Краны: строительные, монтажные, для полигонов железобетонных изделий, штучных грузов, а также стреловые самоходные общего назначения	14,0
Краны всех типов, устанавливаемые в речных и морских портах	20,0
Краны, устанавливаемые на объектах, исключающих возможность перерыва в работе	28,5

Задача Оценить собственную устойчивость стрелового самоходного крана, выполненного по схеме рис. 9.1.б, если: G₁=42,49 кН – вес поворотной части крана; G₂=118,59 кН – вес неповоротной части крана, b=2,42 м, С₁=1,44 м и С₂=0,02 м, a =6°, h'₁=2,1 м и h''₁=1,0 м – расстояния от центра тяжести поворотной и неповоротной частей крана до плоскости, проходящей через точки ребра опрокидывания; А₁=3,8 м²; А₂=9,6 м², r'₂=2,3 м, r''₂=1,1 м – наветренные площади и расстояния от плоскости, проходящей через точки опорного контура до центров приложения ветровой нагрузки поворотной и неповоротной частей крана соответственно. Район установки крана II.

РешениеРасчет ветровой нагрузки ведем по формуле (9.1) Динамическое давление ветра для нерабочего состояния крана выбираем по табл. 9.4. Для района II РФ =350 Па. Коэффициент аэродинамической силы с=1,2. Коэффициент к=1,00, так как наветренные площади крана расположены ниже уровня 10 м от поверхности земли. Коэффициент п=1,1.

Дальнейший расчет по алгоритму, приведенному в [9.1], показывает, что кран устойчив.