CRANEWAY 7.xx |
|
|
|
|
Přídavný modul pro výpočet nosníků jeřábové dráhy podle DIN 18800 |
|
Program CRANEWAY slouží k výpočtu nosníků jeřábové dráhy podle norem DIN 4132 a DIN 18800. Tento modul je integrován do prostředí programu RSTAB, může být však zakoupen a provozován i bez licence k tomuto programu.
V modulu se provádějí následující posudky:
 |
|
|
Analýza napětí pro jeřábovou dráhu a svary
Posouzení jeřábové dráhy a svarů na únavu
Posouzení deformace
Posouzení boulení i od lokálního kolového zatížení
Analýza ztráty stability kroucením podle teorie prostorového vzpěru II. řádu (1D prvek MKP) |
|
|
Vstupní formuláře
Program obsahuje čtyři vstupní formuláře pro geometrii, materiál a průřezy, účinky a imperfekce.
Geometrie
Uživatel zadá celkovou délku nosníku a definuje poté podpory, pružná podepření a příčné výztuhy po délce nosníku.
Materiál a průřezy
Druhy oceli S 235 a S 355 mohou být vybrány z knihovny.
K dispozici jsou následující profily jeřábové dráhy:
válcované profily tvaru I (I, IPE, IPEa, IPEo, IPEv, HE-B, HE-A, HE-M, HE-AA, HL, HE, HD, HP, IPB-S, IPB-SB, W, UB, UC, další řady profilů podle ARBED, AISC, British Steel, Ghost, TU, japonské a čínské profily) v kombinaci s kolejnicemi (SA, SF) nebo spojkami s uživatelsky nastavitelnými rozměry šířky a výšky.
nesymetrické I profily (RSTAB - Typ IU), které lze stejně jako v případě válcovaných profilů kombinovat s kolejnicemi nebo se spojkami.
Uživatel přitom může a nemusí zadat spolupůsobení kolejnic a spojek. Zohlednit lze také opotřebení kolejnice.
Účinky
Zohlednit lze účinky až tří současně provozovaných jeřábů.
V nejjednodušším případě zvolí uživatel standardní jeřáb z dodané knihovny jeřábových drah (jeřáby od firmy Demag).
Data mohou být však zadána i ručně:
Počet jeřábů (max. 3), počet náprav (max. 4 na jeřáb) a rozvor náprav, poloha nárazníků.
Skupina namáhání (B1 až B6).
Zdvihová třída (H1 až H4) anebo dynamický součinitel.
Svislá kolová zatížení R_max, případně i R_min.
Vodorovná příčná zatížení způsobená setrvačnými silami pohonů H_M při rozjezdu a brzdění a dále silami H_S a S od příčení jeřábů. Přitom může být definována vzdálenost působiště zatížení S od náprav jeřábu.
Boční zatížení mohou být podle normy DIN 4143 (odstavec 3.1) uvažována jako hlavní zatížení při analýze napětí a/nebo při únavovém posouzení. Volitelně lze síly od příčení jeřábu podle normy DIN 4132 (odstavec 3.2.1.1) zvětšit o 10%.
Imperfekce
Imperfekce se do výpočtu zadávají buď automaticky pro všechny posuzované zatěžovací stavy ve formě prvního vlastního tvaru anebo je lze zavést ručně pro každý zatěžovací stav zvlášť. Velikost imperfekcí může být rovněž stanovena automaticky nebo ručně a může být dále redukována v souladu s DIN 18800 (část 2, čl. 201 a čl. 202).
Průběh a parametry výpočtu
Hodnoty dílčích součinitelů spolehlivosti zatížení a materiálu mohou být pozměněny v detailech výpočtu. Přípustné je lokální překročení mezních napětí podle normy DIN 18800, část 1, čl. 749. Nadefinovat lze rovněž povolené mezní hodnoty pro horizontální a vertikální deformaci. Výpočet svarů a posouzení na únavu mohou být podle uvážení vynechány.
Při výpočtu jsou vytvářeny zatěžovací stavy v závislosti na poloze jeřábu. Délka kroku, na jejímž základě se definuje posun jeřábu po jeřábové dráze, je volitelná. Zároveň má uživatel k dispozici rozsáhlou řadu nastavení pro výpočet metodou MKP (rozměr konečných prvků, kritéria přerušení atd.)
Pro každou pozici jeřábu budou vytvořeny tři zatěžovací stavy:
Pouze hlavní zatížení: vlastní tíha nosníku jeřábové dráhy, stálé zatížení, vertikální zatížení od kola jeřábu.
Hlavní a vedlejší zatížení: vlastní tíha nosníku jeřábové dráhy, stálé zatížení, vertikální zatížení od kola jeřábu a setrvačné síly při rozjezdu a brzdění, popřípadě vítr.
Hlavní a vedlejší zatížení: vlastní tíha nosníku jeřábové dráhy, stálé zatížení, vertikální zatížení od kola jeřábu a síly od příčení jeřábu, popřípadě vítr.
Výpočet probíhá nelineárně podle teorie prostorového vzpěru II. řádu.
Se součiniteli spolehlivosti zatížení a materiálu a s dynamickými součiniteli: posouzení napětí, boulení, stability a podporových reakcí.
Bez součinitelů spolehlivosti zatížení a materiálu a s dynamickými součiniteli: posouzení na únavu a výpočet podporových reakcí.
Bez součinitelů spolehlivosti zatížení a materiálu a bez dynamických součinitelů: deformace.
Posouzení napětí
U nosníků jeřábové dráhy bude provedena obecná analýza napětí. Vypočítají se stávající napětí a porovnají se s mezním normálovým, smykovým a srovnávacím napětím.
V případě svarů bude rovněž stanoveno posouzení napětí pro rovnoběžné i kolmé smykové napětí a bude provedena jejich superpozice.
Posouzení na únavu
Průběh napětí, které vzniká při přejezdu jeřábu, bude vytvořen v každém bodu posuzovaném na únavu. Průběhy napětí budou vyhodnoceny pomocí metody rain-flow a extrémní hodnoty se porovnají s přípustnými hodnotami stanovenými v normě DIN 4132. Metoda rain-flow umožňuje sčítat cykly napětí podle normy DIN 4132, rovnice (4), a tím je výpočet ekonomičtější.
Uživatel může rozhodnout, zda mají být při výpočtu únavového posouzení zohledněna pouze svislá kolová zatížení (což je obvyklý případ) anebo zda se má přihlédnout i k vodorovným silám H_M. Tento zvláštní případ přichází v úvahu, pokud se jako hlavní zatížení uvažují podle normy DIN 4132, odstavec 3.1, i setrvačné síly při rozjezdu a brzdění.
K bodům, které budou posuzovány na únavu, budou přiřazeny příslušné vruby W0-W2, K0-K4 podle normy DIN 4132. V případě použití příčných výztuh lze v místech jejich připojení definovat další body s vruby pro posouzení na únavu. Při analýze napětí se pak uvažuje např. i vliv excentrického působení kolových sil na lokální namáhání podle knihy „Krane und Kranbahnen“ (Jeřáby a jeřábové dráhy), str. 147 a násl., od Dietricha von Berga. Zohledněn je rovněž vliv lokálního namáhání od kolových sil na smyková napětí.
Posouzení boulení
Posouzení boulení probíhá v souladu s normou DIN 18800, část 3, a zohledňují se při něm normálová napětí, smyková napětí a normálová napětí způsobená lokálním namáháním. Při posouzení se přihlíží k podmínkám stanoveným pro interakci (14) v normě DIN 18800, část 3.
Posouzení deformace
Posouzení deformace bude provedeno zvlášť pro vertikální i horizontální směr. Zjištěná posunutí pak budou porovnána s přípustnými hodnotami, které lze libovolně zadat ve výpočtových parametrech.
Posouzení prostorového vzpěru
Posouzení na ztrátu stability kroucením se provádí podle teorie prostorového vzpěru II. řádu a zohledňují se při něm imperfekce. Program vypočte pro každou analyzovanou skupinu zatěžovacích stavů příslušný kritický součinitel zatížení. Posouzení prostorového vzpěru je splněno, pokud všechny kritické součinitele jsou větší než 1.00.
Podporové reakce
Program vypočítá veškeré podporové reakce jednak na základě výpočtových hodnot zatížení, jednak na základě normových hodnot vynásobených dynamickým součinitelem.
|
|
|
|
|
Maska 1.1: Geometrie
|
Maska 1.2: Materiál a průřez
|
Vruby
|
Maska 1.3: Zatížení
|
|
|
|
|
|
Knihovna jeřábů
|
Maska 1.4: Imperfekce
|
Detaily profilu
|
Detaily výpočtu
|
|
|
|
|
|
Maska 2.1: Shrnutí posouzení
|
Maska 2.2: Vnitřní síly
|
Maska 2.3: Podporové síly
|
Maska 2.4: Posouzení na napětí
|
|
|
|
|
|
Maska 2.5: Posouzení deformace
|
Maska 2.6: Posouzení na únavu
|
Maska 2.7: Posouzení na boulení
|
Maska 2.8: Posouzení svarů
|
|
|
|
|
|
Maska 2.10: Součinitele kritického zatížení
|
Grafické znázornění geometrie a zatížení
|
Grafické znázornění napětí
|
|