Нужен ли стойкому самобалансирующему крану фундамент? Требования к бетонной плите, анкерам и основанию

Когда вы просматриваете отчет нестационарный погрузчик Если говорить о чертежах, ваше внимание обычно сначала обращается на мост, подъемник, пролет, взлетно-посадочную полосу и высоту подъема. Но то, действительно ли крана можно установить, часто зависит от того, что происходит внизу опорных колонок. Реакции крана, вызванные независимой опорной конструкцией, в конечном итоге должны проходить через опорные колоны в вашу существующую бетонную плиту или специальные фундаменты. В случае с фундаментом для свободностоящего подъемника на высоте ключевой вопрос заключается в том, могут ли реакции крана безопасно переноситься на существующую плиту или специальные фундаменты.

Поэтому вам следует рассмотреть возможность установки фундамента вместе с опорой крана, а не откладывать это до начала строительных работ. Самостоятельный анкерный кран не всегда требует новых фундаментов. В зависимости от реакций колонн и состояния существующей бетонной плиты вы можете использовать существующую плиту, усилить только отдельные участки или установить специальные фундаменты.

Если вы все еще решаете, подходит ли независимая конструкция крана для вашего цеха, ознакомьтесь с нашим руководством по когда стойкий подъемный кран является правильным выбором для существующей мастерской.

1. Путь передачи нагрузки у свободностоящего подъемного крана

Типичная схема прокладки кабеля выглядит следующим образом: мост-крана и тележка → балки для взлетно-посадочной полосы → свободностоящие колонны → опоры → анкерные болты → бетонная плита или специальные фундаменты.

“Термин ”независимый“ означает, что система опоры крана не зависит от конструктивного строения здания. Это не значит ”беспривязность к фундаменту». Если колонны вашего здания не являются частью траектории нагрузки крана, вертикальные реакции, горизонтальные силы и динамические эффекты, создаваемые краном, все равно должны передаваться вниз через независимые опоры.

Именно поэтому не следует использовать самодиагностику прочности пола склада для определения возможности установки крана. Весовые нагрузки на колеса погрузчиков перемещаются по полу, а хранимые материалы часто рассматриваются как распределенные нагрузки. Колонка крана неоднократно передает сосредоточенные нагрузки через ту же основную пластину и анкерную группу. Даже если ваша плита уже долгие годы используется для погрузчиков, она все равно может не соответствовать колонке крана.

2. Можно ли использовать существующий бетонный фундамент в качестве опоры для крана?

Да, в некоторых проектах. Но если вы проверяете существующую плиту, то толщина — лишь один из факторов оценки. Также необходимо учитывать прочность бетона, армирование, состояние плиты, конструктивные стыки, расширительные швы, деформацию, предыдущие ремонтные работы и планируемое расположение опор колонн.

Например, у вашего цеха может быть бетонная плита толщиной 200 мм, а у другого цеха — такая же толщина. Если одна плита предназначена для тяжелого оборудования с документально подтвержденной армировкой, а другая — это стандартный промышленный пол с ограниченной конструктивной информацией, то эти два цеха могут вести себя совершенно по-разному при использовании одного и того же свободностоящего подъемно-транспортного оборудования.

То, где располагается столб, так же важен, как и толщина плиты. Если основательная плита располагается близко к строительной арматуре, к краю плиты, к яме, дверному проему или к старой фундаментной конструкции, доступный бетон для армирования может быть сокращен, а местное поведение плиты может измениться. Возможно, удается переместить столб из проблемной зоны, но это изменение также может повлиять на пролеты пролетов полосы и реакцию несущей способности.

Если ваша мастерская уже много лет работает, обратите особое внимание на места ремонта, местное застройка, скрытые траншеи и предыдущие фундаменты машин. Поверхность, которая на вид выглядит прочной, может все же не соответствовать условиям для интенсивной прочностной работы в конкретном месте колонны.

Также следует различать плиточный пол и подвесной пол. Большинство промышленных цехов на первом этаже используют плиточный пол. Если вы планируете поддерживать колонны крана на верхнем этаже или на перекрытии, то траекторию нагрузки через плиточный пол, балки, колонны и нижнюю конструкцию необходимо оценивать отдельно.

3. Реакции колонн — не указанная пропускная способность — являются исходным пунктом для проектирования фундаментов

5-тонный крана не создает 5-тонного нагрузки на фундамент. Если единственной величиной, которой вы знакомы, является номинальная прочность, то вы всё равно не знаете реакций на нагрузку. Эти реакции также зависят от собственного веса крана, его продольной и поперечной нагрузок, расстояния между колоннами, положения тележки и моста, режима работы и горизонтальных динамических воздействий.

Представьте, что вы сравниваете два крана массой 5 тонн. У одного из них относительно короткий пролет и близко расположенные колонны пролетной площадки; у другого — более длительный пролет и более широкие промежутки между опорами. Максимальный расчетный вес одинаков, но вес моста, реакции на пролетную площадку и нагрузки, приносимые каждой опорой, могут сильно различаться.

Если вы планируете эксплуатировать несколько кранов на одной независимой конструкции взлетно-посадочной полосы, разница становится еще более существенной. Когда два крана могут работать вблизи одной и той же опорной зоны, решение проблемы может зависеть от совокупных вертикальных реакций и горизонтальных динамических воздействий, а не от того, что один из кранов работает на номинальной нагрузке.

Практический пример работы двух кранов на независимой опоре можно увидеть в нашей публикации. Проект свободностоящего мостового крана грузоподъемностью 5 тонн в Испании.

4. Основополагающие плиты и анкерные болты являются частью системы фундамента

Подложки распределяют усилия колонн на бетонную поверхность, в то время как для противодействия смещению, растяжению, поднятию или смещению могут потребоваться анкерные элементы. При оценке соединения необходимо рассматривать подложку, анкерные элементы и бетон как единую конструкцию, а не как отдельные элементы монтажа.

Выбор более крупного анкера не делает вашу соединяющую конструкцию более безопасной. Вам по-прежнему необходимо учитывать прочность бетона, эффективную глубину вбивания, расстояние между анкерами, расстояние от края бетона, состояние проржавевшего или нержавевшего бетона и геометрию основательной плиты.

То же самое относится и к ситуации, когда увеличиваете размер базовой плиты. Более крупная плита может снизить местное напряжение в фундаменте или создать больше места для установки анкеров, но не сможет устранить слабый бетон, неадекватный радиус от края или фундамент колонны, расположенный слишком близко к строительной арки.

Если вы хотите свести к минимуму демонтаж в уже имеющемся цехе, химическая фиксация болтовыми стержнями с высокой прочностью может быть одним из вариантов. Однако химические крепежные элементы — это метод фиксации, а не замена полноценного бетона. Если плита не может надежно выдерживать нагрузки от колонн, переход с одного типа крепежа на другой не решит проблемы с фундаментом.

Для требований к квалификации, касающихся монтажных крепежных элементов из клеевого материала в бетоне, см. ACI CODE-355.4-24.

5. Старый бетонный фундамент, местное армирование или специальные фундаменты

При выборе фундамента для самонесущего подъемного крана практическое решение обычно не сводится к вопросу “фундамент или нет”. Большинство объектов попадают в один из трех вариантов: существующая плита, местная армировка или специальные фундаменты.

Если существующий фундамент подтверждается как подходящий, его использование может снизить количество резки, бетонных работ и сбоев в производственном процессе. Если общий состояние пола приемлемо, но один или несколько опорных элементов ограничены краями фундамента, стыками, местной толщиной или условиями армирования, то более подходящей может быть локальная армировка.

Обеспечение прочного основания становится более проблематичным, когда уровень вашей реакции на нагрузку высок, информация о фундаменте не подтверждается, существующий бетон находится в плохом состоянии или требуемые методы армирования не могут быть выполнены надежно.

Не следует просто увеличивать размер или глубину основания, “чтобы быть в безопасности”. Подземные коммуникации, существующие фундаменты зданий, опорные конструкции, площадка для проведения земляных работ и доступ к производству могут сделать слишком большую глубину основания непрактичной. Если первоначальная глубина или размер основания на вашем объекте не позволяют построить его, необходимо пересмотреть схему в соответствии с фактическими реакциями опор и ограничениями площадки — а не сокращать ее на фиксированную величину.

Важно также последовательность работ. Часто можно начинать исследования участка, проверку подземных коммуникаций и предварительную земляную работу раньше. Но нельзя определять окончательные размеры опор, позиции опорных плит и местоположения анкеров до того, как будут подтверждены расположение крана и реакция опор. Если позднее изменится интервал между колоннами или схема расположения анкеров, то ранние строительные работы могут быстро привести к повторным работам.

6. Часто задаваемые вопросы

Можно ли провести оценку существующей плиты, если оригинальные чертежи армирования недоступны?

Да. Предварительная оценка все еще возможна, но плиту нельзя считать подходящей без дальнейшего подтверждения. Возможно потребуется проведение локальных испытаний или специализированная установка фундамента, если не может быть достоверно установлено состояние арматуры и бетона.

Создает ли старый бетонный блок дополнительные проблемы при установке анкеров?

Возможно. Отсутствие прочности, повреждения, деградация и состояние самого бетона могут влиять на прочность крепления.

Необходима ли еще проверка фундамента для временного отдельно стоящего крана?

Да. Временное использование не устраняет реакций колонн и опорных сил; только стратегия их установки и демонтажа может отличаться.

Можно ли использовать сверхбольшие отверстия для устранения неподреденых болтов-винтов после заливки бетона?

Не в качестве стандартного решения. Эффект на качество опорной пластины, расстояние от края и прочность крепежа следует проверить перед принятием каких-либо изменений.

7. Вывод

При оценке фундамента для самонесущего подъемного крана не стоит основывать решение исключительно на мощности крана, толщине плиты или размере анкерных элементов. Начните с оценки фактических реакций колонн, а затем проведите проверку состояния существующей бетонной плиты и расположения анкеров. На этом основании можно определить, может ли ваш проект использовать существующую плиту, требуется ли местная армировка или необходимы специальные опоры.

Для проекта автономного подъемного крана MOTCRANE может предоставить схему расположения крана, реакции колонн, размеры опорной плиты и данные о креплении, необходимые для координация деятельности фонда. Рассмотрение этих элементов перед окончательной доработкой строительных работ или началом изготовления позволяет выявить конфликты на ранней стадии и снижает риск перекосов пола, переделок фундамента и простоя производства во время монтажа.