1 Dimensionering av traverskranbanor Wylliam Husson Regelverk 2 Kranbana: SS-EN 1991-3, last av kranar och maskiner SS-EN 1993-6, Kranbanor + EKS10 (Nationella val, Boverket) Totalt: ca 100 sidor + hänvisningar till övriga eurokoddelar Travers: SS-EN 13001, lyftkranar
Kranspecifikationer 3 Lyftkapacitet och spännvidd, t.ex 45t x 24m Lyftklass (HC1-HC4), dvs. hur mjukt eller ryckigt Driftklass (S0-S9), dvs. hur ofta kranen används Karakteristiska laster och dynamikfaktorer Informationen erhålls normalt av kranleverantören Vad är så speciellt med kranbanor? 4 Både vertikala och horisontella laster Kombinationer? Kritiska snitt? Tryckta bärverksdelar + sidokrafter Vippning! M y F z M y Strängare toleranser Deformationer i bruksgränstillstånd! Dynamiska och återkommande laster Utmattning!
Laster 5 Vertikalt hjultryck av Obelastad kran, Q c Lyftlast, Q h Horisontalkrafter i banriktning av kranåkning (drivkrafter), H L (normalt försumbart) Horisontalkrafter tvärs banan av kranåkning (acceleration och bromsning), H T av skevgång, H S Olyckslaster (buffertkraft), Provlast Dynamikfaktorer 6 Enligt SS-EN 1991-3, avsnitt 2 Dynamikfaktor Inverkan av Används med Anmärkning φ Svängningar vid lyftning Q c 1,1 på säker sida φ Överföring av last från marken Q h lyftklass? φ Plötsligt släpp av nyttolast Q h kran med skopa eller magnet? toleranserna? φ Åkning Q c och Q h (normalt 1,0) φ Drivning H T typ av drivsystem? φ Provlast Provlast statisk eller dynamisk? φ Stöt med buffert Buffertkraft minst 1,25
Lastgrupper 7 Tabell 2.2 i SS-EN 1991-3 Lastkombinationer 8 Vid samlyftning behandlas flera kranar som en enda kranlast Vid oberoende arbete ses laster från olika kranar som oberoende laster. Hur många kranar bör beaktas? Enligt EKS10: Laster från kranar ses som nyttiga laster och kombineras enl. SS-EN 1990 med hjälp av Bilaga A i SS-EN 1991-3
Dimensionerande snittstorheter 9 3D belastning, rörliga laster Avgörande snitt? Dimensionerande lastställning? Viss handledning i travershandboken 1. Anta ett kritiskt snitt 2. Använd influenslinjer Dimensionerande snittstorheter 10 Lite effektivare: max moment kurvor (finns även i tabellerad form) kvar i nya handboken Mycket smidigare: dataprogram
Brottgränstillstånd 11 Tvärsnitt: Tvärkraft Tvåaxlig böjning i fält och vid upplag Global stabilitet: vippning Lokalt: Lokala spänningar av hjultryck i livet Livbuckling Svetsar (anta kontakt mellan fläns och räls) Bärförmåga för tvärkraft 12 Enl. SS-EN 1993-1-1 avsnitt 6.2.6 plastisk bärförmåga med skjuvarea A v För slanka liv (h/t > 72ε), beakta skjuvbuckling enl. SS-EN 1993-1-5 avsnitt 5 Inverkan på bärförmåga för moment? om försummas tvärkraften annars använd reducerad sträckgräns: 1
Tvåaxlig böjning 13 Vertikal last moment i styv riktning Horisontal last moment i vek riktning Excentricitet vridning! bör beaktas enl. SS-EN 1993-6 Med räl utan gummimellanlägg antas att vertikallasten angriper i skjuvcentrum Och för horisontallasten? SS-EN 1993-1-1 avsnitt 6.2.7? Tvåaxlig böjning 14 SS-EN 1993-6 avsnitt 5.6.2 (4)
Tvåaxlig böjning 15 Tvärsnittsklass 1 och 2, SS-EN 1993-1-1 avsnitt 6.2.9.1: Tvärsnittsklass 3, SS-EN 1993-1-1 avsnitt 6.2.9.2 : Global instabilitet (vippning) 16 Enl. SS-EN 1993-6 avsnitt 6.3.2: välj en metod EKS10 Böjknäckning av fläns + 1/3 livets tryckzon Kontroll enl. SS-EN 1993-1-1 avsnitt 6.2.9
Global instabilitet (vippning) 17 SS-EN 1993-6, Bilaga A får också användas:, +,, + 1 Vippning och välvning! Omöjligt för hand, kan dock förenklas:,, +,,, 1 uf = upper flange =överfläns För vippning, använd ett dataprogram för att få fram M cr t.ex. LTBeam (ladas ner grattis: https://www.cticm.com/content/ltbeam-version-1011) Global instabilitet (vippning) 18
Global instabilitet (vippning) 19 Global instabilitet (vippning) 20 aaa
Global instabilitet (vippning) 21 Global instabilitet (vippning) 22 SS-EN 1993-1-1 avsnitt 6.3.2, reduktionsfaktor för vippning (LT = lateral torsional) Böjmomentet varierar, reduktionsfaktorn får modifieras För punktlast får interaktionsfaktorn C mz (ekvivalent konstant moment) tas som 0,9,, +,,, 1
Lokala spänningar i livet 23 Anta jämnt fördelad spänning: Lokala spänningar i livet 24 Lokal ökning av skjuvspänningar:,, =0,2,
Lokala spänningar i livet 25 Flyttvillkor för kritisk punkt överstöd:, +,,, +3, +, 1 Transversalt belastat liv (stabilitet) 26 Enl. SS-EN 1993-1-5, avsnitt 6:? =
Bruksgränstillstånd 27 Upprepbart beteende (elastiskt vid karakteristisk last) Undvik andning i liv (begränsad slankhet enl. SS-EN 1993-6, avsnitt 7.4) Undvik svängningar i underfläns (enl. SS-EN 1993-6, avsnitt 7.6) Nedböjning 600 eller 25 mm 600 Deformationer i sidled 600 10mm Utmattning, grunder 28 Utmattning: upprepade spänningsvariationer leder till sprickbildning Lasthistoriken förenklas till en spänningskollektiv (Δσ i ; n i ) Används med Wöhler kurvor (S-N kurvor) Delskador: D i = n i / N i Total skada: D d =Σ D i 1 Kan förenklas ännu mer: Skadeekvivalent spänningsvidd Δσ E vid N E cykler
Utmattning, grunder 29 Dimensioneringsvillkor:, 1 Ekvivalent spänningsvidd Δσ E,2 vid 2.10 6 cykler (beroende av kollektivet) Tillåten spänningsvidd Δσ c vid 2.10 6 cykler, s.k. förbandsklass i SS-EN 1993-1-9 Utmattning av kranbanor 30 Endast effekter av vertikala laster Förutsättning: 1,5 och 1,5 3 Vid flera oberoende kranar adderas delskadorna enl. SS-EN 1993-6 avsnitt 9.4.2. Välkommen förenkling i EKS10: största hjultryck x 1,10 Vid utmattningslast:, 1 och, 1 Vid kombinerade spänningsvidder (om inget annat anges):, +, 1 för lasteffekter, γ Ff = 1,0
Utmattning av kranbanor 31 Använd en ekvivalent utmattningslast Q e = φ fat λ i Q max,i φ fat = (1+φ)/2 (1: egentyngd, 2: lyftlast) λ i = skadeekvivalensfaktor (lastkollektiv) Utmattning av kranbanor 32 Förbandsklass, Δσ c, enl. Tabell 8.1 till 8.9 i SS-EN 1993-1-9 (akta belastningsart) Partialkoefficienter för bärförmåga, SS-EN 1993-6 SS-EN 1993-1-9:
Utmattning, kontrollpunkter 33 rälinfästningar (σ x ) halssvets, stumsvetsar (σ z, σ x, τ) både i fält och vid stöd svets (σ z, σ x, τ) liv (σ z, τ) kälsvetsar (σ x ) plåt (σ x ) fläns (σ x ) Utmattning, längsgående kälsvets 34 1. Max och min moment momentvidd för ekvivalent utmattningslast 2. Normalspänning i flänsens överkant, Δσ E,2 3. Förbandsklass, Δσ c, enl. SS-EN 1993-1-9, tabell 8.2:
Utmattning, rälklammer 35 Vilken förbandsklass? Detalj 1 i Tabell 8.4 Detalj 6 i Tabell 8.5 Utmattning, rälklammer 36 Detalj 1 i Tabell 8.5 Tysk tolkning [U.Kuhlmann, Stahlbau 2003]:
Utmattning, halssvets 37 Kontrolleras för kombinerad: Normalspänning, σ z (koncentrerad kraft + livböjning i klass S3-S9) Skjuvspänning, (tvärkraft inkl. lokal ökning) Normalspänning i längsled, σ x (böjmoment i styv riktning) Två kritiska fall för skjuvspänningen 1. Samtidigt skjuvspänningsvidd i fält (1 lastcykel/hjul/arbetscykel) 2. Maximal skjuvspänningsvidd vid stöd (1 lastcykel/arbetscykel) Utmattning, halssvets 38 Samtidigt skjuvspänningsvidd i fält 1:a spänningsvidd 2:a spänningsvidd större skadeekvivalensfaktorn normalspänning: / skjuvspänning: /
Utmattning, halssvets 39 Max skjuvspänningsvidd i fält Max skjuvspänning ingen skjuvspänning 40 Tack! Trevlig stålbyggnadsdag! Wylliam Husson wylliam@prodevelopment.se 070-378 66 11