Коэффициент заложения откоса, a

Грунт	Коэффициент заложения откоса, a при глубине выемки, не более, м
	1,5	3	5
Насыпной неуплотняемый Песчаный и гравийный Смесь Глина Лесс и лессовидный	0,67 0,5 0,25 0 0	1 1 0,67 0,5 0,25	1,25 1 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 2 3 4 5	1,5 3 4 5 6	1,25 2,4 3,6 4,4 5,3	1 2 3,25 4 4,75	1 1,5 1,75 3 3,5

Задача Требуется 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	21	24	27	30	33	37	40
Динамическое давление , Па	270	350	450	550	700	850	1000

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	125
Краны всех типов, устанавливаемые в речных и морских портах	20,0	250
Краны, устанавливаемые на объектах, исключающих возможность перерыва в работе	28,5	500

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.

Решение Расчет 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.