0

Dimensjonering av traverskran

Bacheloroppgave utført ved Høgskolen Stord/Haugesund – Avd. for ingeniørfag Studieretning:

Utført av

Energi- og Prosessteknikk

Erlend Selland

Kandidat nr:

4

Haugesund - 2013

1

2

Høgskolen Stord/Haugesund

Studie for ingeniørfag

Bjørnsonsgt. 45

5528 HAUGESUND

Tlf. nr. 52 70 26 00

Faks nr. 52 70 26 01

Oppgavens tittel

Dimensjonering av traverskran for 10-tonns kapasitet.

Rapportnummer

(Fylles ikke ut)

Utført av

Erlend Selland

Linje

Maskin Studieretning

Energi- og Prosessteknikk Gradering

Åpen Innlevert dato

29.nov -2013

Veiledere

Runald Meyer og Rolf Wiksnes

Ekstrakt Oppgaven handler om dimensjonering av en traverskran med 10-tonns kapasitet som kan bevege seg på en

skinnegang.

Eurocode 3-1-1 og kranstandardene Ns 5514 og Ns 5515 danner grunnlaget for dimensjoneringen.

Bruksområde til kranen blir satt opp.

Stålprofiler og krankomponenter blir valgt ut, hovedgeometrien av kranen blir tegnet.

Det blir så gjort håndberegninger på disse med tanke på kapasiteter.

Vipping, knekking, nedbøyninger, skjær- og momentkapasitet av kranen blir vurdert.

Forskjellige lastsituasjoner som følge av bevegelser og lastposisjoner blir drøftet, det blir også tatt for seg

forskjellige lasttilfeller.

Staad.pro blir brukt for å sammenligne resultatene ifra håndberegningene, og for å utføre en global analyse av

kranen.

En forenklet bruksanvisning blir lagd for kranen, med tanke på bruk, sikkerhet og vedlikehold/installasjon.

i

Forord

Denne rapporten er skrevet med tanke på den avsluttende hovedoppgaven for ingeniørfag,

maskin ved Høgskolen Stord/Haugesund. Den omhandler dimensjonering av de

forskjellige elementene som inngår i en traverskran, inkludert selve stålkonstruksjonen og

krankomponenter som løpekatt og drivsystem. Oppgaveideen ble foreslått etter eget ønske.

Etter et felles møte hos Westcon Løfteteknikk i Haugesund ble grunnlaget for oppgaven

lagt.

Kranen er dimensjonert med tanke på å bruke så få konstruksjonsdeler som mulig, selve

hovedkonstruksjonen består kun av fem forskjellige stålprofiler.

De maskindrevne krankomponentene har blitt valgt ut ifra produsenter, der kapasiteter er

oppgitt og god dokumentasjon er tilgjengelig.

Oppgaven er jobbet mye med på selvstendig basis med god oppfølging ifra veilederne vist

det skulle være noen spørsmål. Det har også vært avholdt hyppige møter med intern

veileder for å få råd og veiledning med tanke på selve arbeidsprosessen.

Det har blitt brukt mye tid på og sette seg inn i de aktuelle standardene, og dataverktøy

som Staad.pro og Autodesk Inventor. Disse har henholdsvis blitt brukt til

styrkeberegninger og 2D/3D tegninger av kranen.

I oppgaven finner man forskjellige eksempler som viser bruk av Eurocode 3-1-1 og de

aktuelle kranstandardene NS 5514 og NS 5515 for å foreta styrkeberegninger. Det er også

eksempler som viser bruk av Staad.Pro til konstruksjonsanalyse i henhold til disse

standardene.

I vedlegget i rapporten finner man dokumentasjon til kranen i form av en egenprodusert

bruksanvisning. Innholdet av denne er lagd etter ”Forskrift om maskiner” som definerer

hva en slik bruksanvisning skal inneholde. Det er lagt vekt på og lage en realistisk

bruksanvisning som mulig, men den er fortsatt veldig forenklet, og bør sees på kun som et

eksempel på bruk av denne forskriften.

I vedleggene finner man også kommandoer ifra Staad.Pro som dokumenterer en

styrkeberegning av kranen i form av en global analyse. Denne kan kopieres ut fra

vedlegget og kjøres på hvilken som helst maskin som har Staad.pro installert.

Til slutt vil eg gjerne gi en stor takk til Runald Meyer ved høgskolen for god oppfølging,

og til Rolf Wiksnes hos Westcon Løfteteknikk for å være positiv til denne oppgaven.

Haugesund, 28.november 2013

Erlend Selland

ii

Innholdsfortegnelse

Forord ..................................................................................................................................... i

Innholdsfortegnelse ............................................................................................................... ii

Sammendrag ......................................................................................................................... iv

0 - INNLEDNING ................................................................................................................. 1

0.1 - Bakgrunn ................................................................................................................... 1

0.2 - Framgangsmåte, disposisjon og begrensinger i oppgaven ........................................ 2

0.3 - Oversikt over kranen ................................................................................................. 3

0.4 - Symbolliste ................................................................................................................ 4

1 – BRUKSOMRÅDE TIL KRANEN .................................................................................. 5

1.1 - Del 1. - Klassifikasjon av Krangrupper etter NS 5514 ............................................. 5

1.11 - Bruksklasse ......................................................................................................... 5

1.12 - Lastklasse ............................................................................................................ 5

1.13 - Krangruppe .......................................................................................................... 6

1.2 - Del 2. - Klassifikasjon av Maskingrupper etter NS 5515 ......................................... 7

1.21 - Brukstidsklasse .................................................................................................... 7

1.22 - Lastspektrum ....................................................................................................... 8

1.23 - Maskingruppe ...................................................................................................... 8

2 – VALG AV KRANKOMPONENTER OG STÅLPROFILER ........................................ 9

2.1 - Valg av løpekatt ........................................................................................................ 9

2.2 - Valg av drivsystem .................................................................................................. 10

2.21 - Beregninger av kapasitet til hjulene NS 5515 ................................................... 12

2.3 – Valg av stålprofiler ................................................................................................. 15

2.4 – Sammenkobling av IPE 600 til RHS 300x200x10 ................................................. 20

2.5 – Sammenkobling av RHS 300x200x10 til HEA 300 ............................................... 22

2.6 – Sammenkobling av hjul til underflens på HEA 300 ............................................... 23

2.7 – Tegning av hovedgeometrien til kranen ................................................................. 25

3 – LASTER ........................................................................................................................ 26

3.1 - Egenvekt (SG) – Stålprofiler og maskineri .............................................................. 26

3.2 - Vertikal Last (SL) - Løft av nyttelast ....................................................................... 27

3.3 - Horisontal Last (SH) – Akselerasjon av løpekatt eller travers ................................ 28

3.4 - Lasttilfeller .............................................................................................................. 31

4 - KAPASITET AV PROFILER (Håndberegninger/Lasttilfelle 1) .................................. 32

4.1 - Kapasitet av element #1 – IPE 600 - (Last i midten på kranbroen) ........................ 32

4.2 - Kapasitet av element #2 og #3 – RHS 300x200x10 (Last til siden på kranbroen) . 37

4.3 - Kapasitet av element #4 og #5 – Hea 300 - (Last til siden på kranbroen) .............. 40

5 – STAAD.PRO – Sammenligning med håndberegninger ................................................ 42

iii

5.1 –Del 1. – Staad.Pro - Bjelkene hver for seg .............................................................. 42

5.11 - Staad.pro eurocode-3 kode sjekk - IPE600 – Last i midten på kranbroen ........ 43

5.12 - Staad.pro kode sjekk – RHS 300x200x10 – Last til siden på kranbroen .......... 44

5.13 - Staad.pro kode sjekk – Hea 300 – Last til siden på kranbroen ......................... 45

5.2 - Del 2. – Staad.Pro - Global Analyse av kranen ....................................................... 46

5.21 - Global Analyse - Lasttilfelle 1 – I arbeid uten vind (Last i midten) ................. 48

5.22 - Global Analyse - Lasttilfelle 1 – I arbeid uten vind (Last til siden).................. 50

5.23 - Global Analyse - Lasttilfelle 3 – Kran under prøving(Last i midten) ............... 51

Konklusjon .......................................................................................................................... 52

Referanser ............................................................................................................................... I

VEDLEGG A : EKSEMPEL PÅ BRUKSANVISNING TIL TRAVERSKRAN ............... II

VEDLEGG B : FORSKRIFT OM MASKINER - 1.7.4.2 ................................................ XV

VEDLEGG C : STAAD.PRO GLOBAL ANALYSE INPUT LASTTILFELLE 1........ XVII

VEDLEGG D : DETALJERT INFORMASJON LØPEKATT .................................... XVIII

VEDLEGG E : DRIVSYSTEM MED HJUL, MOTORER, GIR .................................... XXI

VEDLEGG F : STÅLPROFIL OG KRANSKINNE DATA ......................................... XXV

VEDLEGG G : STAAD.PRO OUTPUT – FOR DEL 1 ............................................... XXVI

iv

Sammendrag

Bakgrunnen for oppgaven var et ønske om mer informasjon om hvordan praktisk bruk av

standarder, dataverktøy og forskrifter kan brukes til å løse et håndfast problem. I dette

tilfellet en traverskran som skulle klare løft på 10 tonn.

En traverskran på en skinnegang er en spesiell konstruksjon å dimensjonere siden den

faktisk beveger seg og er påført horisontale krefter i fra maskiner.

For å løse denne oppgaven var det nødvendig å sette seg inn i kranstandarder og ta i bruk

eurocode 3-1-1. Det var også nødvendig å bruke strukturanalyse programmet staad.pro

som gjør det mulig å tegne konstruksjonen og se hvordan lastene påvirker den.

I tillegg til dette, ble online verktøyet til Demag Cranes, kalt demag designer brukt for å

gjør det lettere å sette sammen komplette drivsystem, løpekatter og får å finne hjul og

skinner til kranen. Etter å ha valgt ut krankomponenter ble informasjon hentet ifra Demag

sine brosjyrer som var en viktig kilde for tegninger og tekniske spesifikasjoner til

delkomponentene. Disse la tilsammen med valget av stålprofiler grunnlaget for en enkel

2D/3D tegning av kranen i Autodesk Invetor og kapasitetsberegningene til hjulene.

Etter å ha satt sammen en hel traverskran, blir beregninger av den først utført manuelt, så

sjekket mot staad.pro med samme laster, opplagerbetingelser osv., før de til slutt blir

sjekket i en global analyse.

Resultatene ifra håndberegninger og den forenklede Staad.Pro analysen stemte godt

overens. Det var ikke før den globale analysen i Staad.Pro ble utført at enkelte forskjeller

ifra håndberegningene ble tydelige.

Selv om det var noen forskjeller i håndberegningene konkluderte den globale analysen at

kranen sine stålbjelker er dimensjonert tilstrekkelig for den oppgitte kapasiteten.

1

0 - INNLEDNING

0.1 - Bakgrunn

Bakgrunnen for denne oppgaven var et personlig ønske i å sette seg bedre inn i praktisk

bruk av standarder og dataverktøy for å foreta styrkeberegninger og dimensjonering. I

studiene lærer en mye teori og å få noe håndfast å bruke dette på er både utfordrende og

veldig interessant. Valget til oppgave falt på en traverskran, et forslag ble sent over til

Westcon Løfteteknikk og etter et lite møte var grunnlaget for oppgaven lagt.

En traverskran er en kran som kan bevege en last horisontalt og vertikalt. Den går gjerne

på to skinner som enten er overliggende eller på bakkenivå. I denne oppgaven blir

krantypen som har skinner på bakkenivå vurdert. Den kan bevege en last horisontalt på to

forskjellige måter, enten med bevegelse av løpekatten eller med bevegelse av hele kranen

langs skinnegangen.

Selve oppgaven omhandler en dimensjonering av elementene som inngår i denne kranen

samt å lage en bruksanvisning for denne tilslutt. Hvordan er framgangsmåten for dette, og

hvordan bruker man egentlig standarder og dataverktøy for å dimensjonere en traverskran?

Friheten til valg av komponenter til kranen har vært stor. Bortsett ifra kapasitetskravet på

10 tonn var det bare noen enkle krav til geometrien. Den skulle ha en løftehøyde på 4

meter og ha en bredde på 6 meter.

Selv om kravene er enkle, vil praktisk bruk av standarder og dataverktøy være sentrale i

løsningen av en slik oppgave. Standardene blir brukt til valg og dimensjonering av alt fra

stålprofiler til krankomponentene som inngår. Dataverktøy sånn som staad.pro er viktige

når stålstrukturen skal dimensjoners og når det utføres styrkeberegninger. 3D-CAD

program sånn som Autodesk Inventor er praktiske når man skal presentere geometrien og

få oversikt.

I tilfellet med kranen er det tre standarder som er relevante.

Disse er henholdsvis.

NS – 5514 Kraner og løfteutstyr ; Stålkonstruksjoner ; Beregninger

NS – 5515 Kraner og løfteutstyr ; Maskineri ; Beregninger

Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1

2

0.2 - Framgangsmåte, disposisjon og begrensinger i oppgaven

Framgangsmåte og disposisjon

Framgangsmåten gjenspeiler disposisjonen i oppgaven og er som følger:

Standarder: For å løse oppgaven er det først og fremst viktig å bruke god tid på å sette

seg inn i standardene som er relevante. En kopi av NS-5514 og NS-5515 ble innhentet og

satt i permer, det ble så lagd en oversikt over innholdet deres. Et utdrag av Ec-3-1-1 var

allerede tilgjengelig ifra undervisninger på skolen og ble derfor brukt.

Valg av komponenter: Etter å ha satt seg inn i standardene begynte arbeidet med å

definere krangruppe og maskingruppe som la grunnlaget for videre dimensjoneringer. Valg

av krankomponenter ble utført, så ble valget av stålprofiler for strukturen gjort.

Geometeri og Laster: Når strukturen og sammenkoblingene er definert, kan det lages en

tegning av strukturen i Autodesk Inventor.

Hovedlastene blir definert. Lastsituasjoner som følge av hvor lasten er plassert, ble

metodisk gjennomgått før videre beregninger kunne bli utført.

Håndberegninger etter EC-3-1-1: Kapasitetene til stålprofilene blir beregnet etter EC-3-

1-1 og sjekk av dem blir utført.

Staad.pro: I strukturanalyse programmet Staad.pro blir forenklete analyser utført for å

sammenligne resultatene ifra håndberegningene, en global analyse blir også utført for å få

et mer helhetlig resultat.

Bruksanvisning: En forenklet bruksanvisning for kranen blir skrevet til slutt, den finnes i

vedlegget.

Begrensinger i oppgaven

Bruksområde til kranen er noe uklart.

Kun lastilfelle 1. ”Kran i arbeid uten vind” blir vurdert i håndberegningene.

Horisontale laster blir ikke vurdert i håndberegningene.

Kranen er ikke optimalisert med tanke på vekt.

Stålstrukturen består sannsynligvis av mindre deler en det som er optimalt.

Punktlastene som blir påført underflensen ifra løpekatten er ikke beregnet.

Skrueforbindelsene er ikke beregnet.

Sveiseforbindelsene er ikke beregnet.

Bruksanvisning i vedlegget er av en forenklet utgave.

3

0.3 – Oversikt over kranen

Fig 0.1 – Oversiktsbilde (Skjermdump fra Autodesk Inventor)

1) I-Bjelke – Denne ligger øverst, den fungerer som en kranbro for løpekatten. Den

beveger seg under denne, og kan heise og fire laster på opptil 10 tonn herfra.

2) Hulprofil - Denne er festet til I og til H bjelkene ved hjelp av bolter og påsveiste

stålplater.

3) H-Bjelke – Denne ligger nederst på kranen og til underflensen av denne blir

drivsystemet tilkoblet

’

4), 5) & 6) Mutrer,bolter og skiver – Brukes i knutepunktene til strukturen

7) Drivsystem bestående av hjul, elektriske motorer og brems.

I tillegg til alt dette er det kranskinner på bakken som hjulene kan bevege seg på.

4

0.4 – Symbolliste

Symbol Forklaring Enhet

M Masse kg

F Kraft N

M Faktoren M -

SG Egenvekt N

SL Nyttelast N

SH Last fra horisontale bevegelser N

Ψ Dynamisk faktor for løft av nyttelast - VL Løftehastighet for løpekatt m/s A Areal mm

2

H Høyde mm B Bredde mm R Radius mm Tw Tykkelse på steg mm Tf Tykkelse på flens mm Fy Flytgrense N/mm

2

Av Skjærareal mm2

Ved Dimensjonerende skjærkraft N Vpl,Rd Plastiske skjærkapasitet N Med Dimensjonerende moment Nm MC,Rd Momentkapasitet Nm Wpl Plastisk tverrsnittsmodul mm

3

E Elastitetsmodul mPa I Arealtreghetsmoment mm

4

I Treghetsradius √(I/A) mm LCR Knekklengde til stav mm

Ned Aksialkraft N

Nb.Rd Knekkapasitet N

Nc.Rd Trykkapasitet N

Κ Korreksjonsfaktor for knekking -

Elastisk nedbøyning mm

5

1 – BRUKSOMRÅDE TIL KRANEN

For å foreta styrkeberegninger og dimensjonere krankomponentene må det henholdsvis

bestemmes en krangruppe etter Ns 5514 og en maskingruppe etter Ns 5515. Dette gjøres

ved å anta kranens tilsiktede bruk, hvor bruksfrekvens, brukstid per dag og lastvariasjoner

er relevante faktorer.

I dette tilfelle vil det brukes NS 5514 for å finne faktoren M, det vil deretter utledes en

maskingruppe for løpekatt og drivsystem etter NS 5515.

1.1 - Del 1. - Klassifikasjon av Krangrupper etter NS 5514

For å definere kranklassen inngår det to elementer. Disse er bruksklasse og lastklasse.

1.11 - Bruksklasse

Bruksklassen avhenger av hvor hyppig en kran vil bli brukt, og er gitt som en «verbal

definisjon», denne vil vanligvis bli gitt av en bestiller av kraner. I tilfellet med denne

traverskranen er ikke bruksformålet klart, men vist vi sier den skal bli utsatt for normalt

bruk. Så kan det antas på generelt grunnlag at den tilsvarer Bruksklasse B, en «kran i

regelmessig drift med periodevis belastning»

Tabell T-1.11 Bruksklasser. (Side.6- Ns 5514)

Bruksklasse Bruksfrekvens for løftebevegelsen Antall lastcykler

A Uregelmessig drift fulgt av lange hvileperioder 6,3 * 104

B Regelmessig drift med periodevis belastning 2 * 105

C Regelmessig drift med intensiv belastning 6,3 * 105

D Intensiv, høy belastning, feks ved mer enn ett skift 2 * 106

1.12 - Lastklasse

Lastklassen blir gitt ut ifra hvilken grad belastningen på kranen varierer og hva som

beskriver et normalt løft. Her vil det på generelt grunnlag kunne antas at løftene er lette til

moderate. Altså enten innenfor lastklasse 1 eller lastklasse 2.

Tabell T-1.121 Lastklasser (Side.7- Ns 5514)

Lastklasser Definisjon Kurve etter Fig F-1.121

0

(svært lett)

Kran som unntaksvis løfter tillatt arbeidslast, og som

normalt løfter små laster

P=0

1

(lett)

Kran som sjelden løfter tillatt arbeidslast, og som

normalt løfter laster på omkring 1/3 av maksimal

last.

P= 1/3

2

(moderat)

Kran som ofte løfter tillatt arbeidslast, og som

normalt løfter laster mellom 1/3 og 2/3 av

maksimal last.

P= 2/3

3

(tung)

Kran som regelmessig løfter last opp mot tillatt

arbeidslast.

P = 1

6

1.13 - Krangruppe

Med de faktorer som hittil er bestemt kan det gås videre med å bestemme krangruppen.

Hittil var det bestemt:

Bruksklasse = B

Lastklasse = 1 eller 2

På grunnlag av disse betingelsene vil krangruppen bli definert som enten klasse 3, eller

klasse 4. Siden det er litt usikkerhet rundt bruksformålet og typen løft som vil bli utført,

velges det å være på den sikre siden og valget faller på krangruppe 4.

Tabell T-1.13 Krangrupper (Side.9 – Ns 5514)

Lastklasse eller

spenningstilstand for

komponenter

Bruksklasse og antall last- eller spenningscykler for komponenten

A

6,3*104

B

2*105

C

6,3*105

D

2*106

0 (svært lett) p=0 1 2 3 4

1 (lett) p=1/3 2 3 4 5

2 (moderat) p =2/3 3 4 5 6

3 (tung) p = 1 4 5 6 6

Valg av faktoren M.

Det var funnet fram til Krangruppe 4, Faktoren M blir da 1.06. Denne verdien for M, vil

senere bli brukt i sammenheng med beregning av laster og egenvekter på konstruksjonen.

Tabell T-1.34 Faktor M. (Side.21 – Ns 5514)

Krangr. 1 Krangr. 2 Krangr. 3 Krangr. 4 Krangr. 5 Krangr. 6

M 1 1 1 1.06 1,12 1,20

7

1.2 - Del 2. - Klassifikasjon av Maskingrupper etter NS 5515

For å kunne velge ut de rette komponentene til kranen trengs det å vite maskingruppenog

det er to faktorer som må bestemmes for å fastsette denne. Det er brukstidsklasser og

lastspektrum.

1.21 - Brukstidsklasse

Ved å anta en brukstid per dag for kranmaskineriet er det mulig å komme fram til en

brukstidsklasse for krankomponenten. Brukstidsklassen sier noe om levetiden til

komponenten, og ved å velge rett klasse er det mulig å få det antall teoretiske levetimer ut

av maskinen som er nødvendig.

Bakgrunn:

I standarden står det(Side. 3 – Ns 5515):

” Brukstidsklasse betegner antatt midlere brukstid i timer pr.dag. ”

” Et kranmaskineri forutsettes å være i arbeid bare når maskineriet er i bruk. ”

Antagelser:

I kranen i denne oppgaven, skal det bestemmes brukstidsklasse for to maskiner. Disse er

løpekatten som brukes til vertikale løft og horisontale bevegelser av lasten, samt

drivsystemet som brukes til bevegelsen av selve kranen.

Det kan tenkes at løpekatten blir hyppigere brukt og over lengre perioder en selve

drivsystemet som bare brukes til å bevege kranen langs kranbanen.

Med dette som grunnlag, er det mulig å finne en fordeling av driftstid per dag, og dermed

anta brukstid for henholdsvis løpekatten og drivsystemet.

Uten å være sikker på bruken får kranen, antas det at løpekatten blir brukt 3,5 timer pr.dag

og at drivsystemet blir brukt 2 timer pr.dag.

Brukstidsklasse for løpekatt = V2

Brukstidsklasse for drivsystem = V1

Tabell T - 2.11 Brukstidsklasser (Side.4 – Ns 5515):

Brukstidsklasser Antatt midlere brukstid Total teoretisk levetid

V0,25 ≤0,5 ≤800

V0,5 >0,5 og ≤1 1600

V1 >1 og ≤2 3200

V2 >2 og ≤4 6300

V3 >4 og ≤8 12500

V4 >8 og ≤16 25000

V5 >16 50000

8

1.22 - Lastspektrum

I standarden står det:

”Lastspektrum spesifiserer i hvilken utstrekning et kranmaskineri eller deler av det utsettes

for sin maksimale belastning eller bare reduserte belastninger.” (Side 4 – Ns 5515)

Vist det antas at både løpekatt og drivsystem blir utsatt for forskjellige laster med lik

fordeling mellom lave, midlere og høye belastninger. Så kan det stemme at...

Lastspektrum for løpekatt = 2

Lastspektrum for drivsystem = 2

Tabell T-2.12 Lastspektrum (Side 4 – Ns 5515)

Lastspektrum Forklaring Kubisk middelverdi –

K

1

(p = 0)

Maskinerier eller komponenter sjelden utsatt for

maksimal belastning og vanligvis utsatt for

relativt lave belastninger.

0,53

2

(p=1/3)

Maskinerier eller komponenter utsatt for

lave, midlere og høye belastninger med lik

fordeling.

0,67

3

(p=2/3)

Maskinerier eller komponenter som for det

meste utsettes for belastninger opp mot det

maksimale.

0,85

1.23 - Maskingruppe

Det har til nå blitt funnet fram til lastspektrum og til brukstidsklasse til maskinene. Dette er

de eneste faktorene som er nødvendige for å utlede maskingruppen som vil bli brukt ved

valget av disse komponentene ifra leverandør av kranutstyr.

Gitt betingelsene:

Løpekatt: Lastspektrum = 2 , Brukstidsklasse = V2

Drivsystem: Lastspektrum = 2, Brukstidsklasse = V1

Fåes det ved bruk av tabellen under:

Løpekatt = 2M

Drivsystem = 1Am

Tabell T-2.13 Maskingruppe (Side 7, Ns 5515)

Lastspektrum Brukstidsklasser

V0,25

V0,5

V1

V2 V3

V4

V5

1 1Bm 1Bm 1Bm 1Am 2M 3M 4M

2 1Bm 1Bm 1Am 2M 3M 4M 5M

3 1Bm 1Am 2M 3M 4M 5M 5M

9

2 – VALG AV KRANKOMPONENTER OG STÅLPROFILER

Krankomponenter som er maskindrevne

For at kranen skal være mulig å operere er det nødvendig med enkelt krankomponenter

som er maskindrevne. Disse må velges ut sånn at kranen kan dimensjoneres rett med tanke

på de lastene som de påfører konstruksjonen under bruk. Lastene de påfører

konstruksjonen avhenger blant annet av motoreffekten og de forskjellige hastighetene som

oppstår når de brukes. Det skal nå sees litt nærmere på hvordan det gås fram for å velge ut

de maskinkomponentene som oppfyller kravene til kranen i denne oppgaven.

2.1 - Valg av løpekatt

En løpekatt er en maskin som kan bevege seg horisontalt langs kranbrua og foreta løft

vertikalt. Den har en løftemotor som sammen med et ståltau eller en kjetting kan foreta løft

av lasten. Den har også en motor for horisontale bevegelser, slik at lasten kan flyttes i alle

retninger uten bruk av muskelkraft. Motorene er enten drevet elektrisk, hydraulisk eller

pneumatisk. Det mest vanlige er kanskje elektrisk drift, men det er også mulig å se bruk av

andre løsninger, blant annet offshore hvor det er krav til brann og eksplosjons sikring.

Uansett hvilken løsning som ønskes, så legges maskingruppen som ble funnet i forrige

kapittel grunnlaget for valget. Løftekapasitet og løftehøyde er selvsagt også viktige

faktorer. Disse er i dette tilfelle på ti tonn, og en høyde av, eller over fire meter. På grunn

av løftehastigheten, ønskes det en elektrisk drevet løpekatt da dette gir oss en raskere

løftehastighet og forflytning av løpekatten.

Kravliste for løpekatt:

Maskingruppe 2M

10 tonn kapasitet

Løftehøyde over 4 meter

Elektrisk drevet

Ved hjelp av kravlisten over og en leverandør av kranutstyr som f.eks produsenten Demag,

kan det velges ut en løpekatt som passer til kranen.

Et verktøy i denne prosessen er online applikasjonen, Demag

designer(http://www.dr.demag-designer.com). Ved hjelp av denne nettsiden er det lett å

finne fram til en løpekatt som tilfredsstiller kravene.

Det blir først valgt en ”Rope hoist” med 10 tonns kapasitet. Videre så velges det en

heisehøye av 6 meter, og at løpekatten skal være av en ”Einscheinen Unterflanschkatze”

(EU) modell.

10

Etter å ha utført disse valgene blir et forslag til en løpekatt framstilt.

Fig 2.1 – Data for løpekatt som blir foreslått - Skjermdump(http://www.dr.demag-

designer.com)

Basic Product

Trolley EU

Rope hoists DR-Pro

Size 10

Load capacity 10000 kg

Reeving 4/1

Lifting height 6 m

Hoisting (50 Hz) 5/0.8 m/min

(Se vedlegg D for komplett data og tegninger)

Videre lesning på teknisk data viser at denne løpekatten passer til profiler med en

flensbredde på 300mm, men som med mye annet på enheten kan dette konfigureres og

tilpasses valget av stålprofil som blir utført senere.. Ifølge teknisk data er løpekatten også

av maskingruppe 2M. Cross travel speed er oppgitt til 5/20 m/min og egenvekten er på

402kg.

2.2 - Valg av drivsystem

Drivsystemet brukes til å bevege selve kranen langs kranbanen som består av to

kranskinner som ligger på bakkenivå. Systemet består av fire hjul, gir og motorer. I noen

tilfeller er det bare en motor, det er da nødvendig med en drivaksling som fordeler kraften i

mellom to drivhjul.

Drivsystemer til kranen er boltet til de langsgående stålbjelkene som ligger nede i en

horisontal stilling, det er viktig at systemet dimensjoneres korrekt med tanke på hjultrykk,

effekt og levetid. Det er et ønske om elektrisk drift, hjultrykket fordelt på fire hjul må

beregnes og maskingruppen var i forrige kapittel utledet til å være 1Am.

Kravliste for drivsystem:

Kapasiteten til hjulene må tilsvare egenvekten av hele kranen + nyttelast 10 tonn

Maskingruppe 1Am

Elektrisk drift

Kravlisten brukes for å finne et passende drivsystem ifra Demag, før det senere utføres

kontroll beregninger på hjulene.

Nettsiden til Demag blir tatt i bruk igjen, det logges inn på Demag

designer(http://www.dr.demag-designer.com), og det velges ”drive designer”.

Det første som må gjøres er å velge layout for drivsystemet, det velges et oppsett med to

motorer og 4 hjul uten drivaksling.

11

Fig 2.2 – Oppsett av drivsystemet - Skjermdump(http://www.dr.demag-designer.com)

Videre utførers det et valg av parameterer(Fig 2.3), et oppsett blir definert som tilsvarer

kravet om maskingruppe 1Am. Dette er en brukstid på 2-timer per dag, og et last spektrum i

klasse 2.

Så velges det en lastekapasitet på 13000 kg. Dette valget blir gjort på grunnlag av at

nyttelasten er på 10000kg, og at det trengs litt ekstra kapasitet for egenvekten av

stålstrukturen.

Fig 2.3 – Valgte parametere - Skjermdump(http://www.dr.demag-designer.com)

12

Etter å ha latt det meste være default på kranen er det mulig å definere nærmere hva slags

hjul som ønskes. 4 x drs 112, er tilstrekkelig for en total kapasitet på 13000kg(3,5tonn x 4),

men hva når lasten er til siden? Vil ikke lasten overstige kapasiteten da?

Fig 2.4 – Valgmuligheter for hjulene - Skjermdump(http://www.dr.demag-designer.com)

2.21 - Beregninger av kapasitet til hjulene NS 5515

I dette beregningseksempelet blir DRS 125 hjulet vurdert for kapasitet, dette gjøres med

noe unøyaktige verdier siden den nøyaktige egenvekten på kranen ikke er fastslått enda.

Det kan tenkes at hjulene opplever maksimal belastning når lasten er direkte over dem på

kranbroen, og den minimale belastning når nyttelasten er på motsatt side.

Nyttelasten er på 10000 kg, og vist det antas en høy egenvekt på ca 3000 kg. Vil dette

forenklet sett tilsi at maks belastning er 10000kg + ½ * 3000 = 11500 kg fordelt på to hjul

når lasten er til siden. Samme framgangsmåte vil også si at minimal belastning er ½ *

3000 kg = 1500kg fordelt på to hjul.

For å sjekke om kapasiteten av hjulet er tilstrekkelig og at det ved drift ikke blir utsatt for

unormal slitasje brukes det framgangsmåten på side 15 i, NS 5515.

For lasttilfelle 1 og 2 er formelen som følger:

Forklaring av kapasitetsformlen for hjulet:

B skinnebredden i mm

D hjulets diameter i mm

PL tillatt flatetrykk i N/mm^2, avhengig av hjulets materiale

c1 faktor avhengig av hjulets omdreiningshastighet

c2 faktor avhengig av maskingruppe

P midl- I, II Midlere hjullast i N for lasttilfelle 1 og 2

13

Midlere Hjullast:

For å beregne den midlere hjullasten brukes formelen (Side 16 NS 5515)

( )

P. midl. = (1500kg*9,81+2*11500kg*9,81) /3 = 80115 N

P. midlere for lasttilfelle 1 blir ved å bruke faktoren M = 1.06

(dynamisk faktor kan ignoreres)

P. midl I = 80115 N * 1.06= 84922 N

Fordelt på 2 hjul blir dette 84922 N / 2 = 42461 N

Effektiv skinnebredde:

Skinne typen er DIN 1017, ifølge tekniske spesifikasjoner har den ikke radius R, som gjør

at hele bredden kan oppta flatetrykket.

Den effektive skinnebredden blir da ifra Fig 2.3, b = 60 mm

Faktoren c1:

Denne blir bestemt på grunnlag av omdreiningshastigheten i r/min. Den kan regnes ved å

bruke maks hastighet for kranen, som ifra Fig 2.3 = 40m/min. Diameteren var på 125 mm,

noe som gir oss en omkrets på hjulet på O = * D = 392.7 mm = 0,393 m

R/min = (40m/0,393m) /min = 101,78

Ifra tabell T-25414 (Side 17 NS 5515)

Omdreiningshastighet r/min c1

112 0,79

100 0,82

Det velges å runde opp i tabellen og da er verdien: c1 = 0,79

Faktoren c2:

Her bestemmer maskingruppen som ble funnet fram til tidligere verdien. Dette gjøres også

ved bruk av tabell ifra NS 5515. For drivsystemet var dette 1Am.

Tabell T-25415(side 18 NS 5515)

Maskingruppe c2

1Bm – 1Am 1,12

2m 1

3m 0,9

4m – 5m 0,8

Her finner vi lett verdien, som er c2 = 1,12

14

Faktoren PL:

Denne blir bestemt ved å bruke strekkfastheten til hjulmaterialet i en tabell som gir et tillatt

flatetrykk. Ifra fig 2.3 blir det oppgitt at hjulet er lagd av GJS-700-2. Denne har en

strekkfasthet på 700 N/mm2

Flatetrykket bestemmes videre ved å bruke tabellen under.

Tabell T-2.5413 (Side 16 NS-5515)

Strekkfastheten for kranhjulets materiale PL i N/mm2

σR > 490 4,90

σR > 588 5,49

σR > 686 6,37

σR > 785 7,07

Ved å bruke tabellen bestemmes det at verdien må være, PL = 5,49 N/mm2

Sjekk for om hjulkapasiteten til DRS 125 er tilstrekkelig:

Diskusjon:

Sjekken for hjultrykket blir oversteget med 0,5 %, siden det ble brukt en ganske så høy

egenvekt på 3000kg som utgangspunkt, kan det antas at hjulene tåler trykket så lenge

egenvekten blir endel lavere. (I Kapittel 3, blir egenvekten beregnet til 2134 kg )

For mer informasjon om drivsystemet se vedlegg E

15

2.3 – Valg av stålprofiler

Det ønskes så få deler som mulig til konstruksjonen av kranen, den enkleste løsningen blir

da en konstruksjon som består av totalt 5 deler. Se fig 2.5 for en oversikt over delene

Fig 2.5 – Trådmodell av strukturen

Element nr 1, er kranbroen, den skal være 6 meter lang og tåle belastningen ifra

nyttelasten, den skal også være tilgjengelig ifra Norsk Staal og må derfor være en

europeisk profil. Selv om det ikke er noe krav for maks nedbøyning her i følge standarden,

ønskes det at nedbøyningene av denne under bruk ikke skal være for høye.

Element 2 og 3, er de vertikale profilene, de skal være 4 meter lange.

Element 4 og 5 er de horisontale profilene nede, her er det ikke noe krav til lengder, men

det må finnes noe som er hensiktsmessig.

VALG AV PROFIL TIL KRANBROEN

Det første som inngår i kranen er kranbroen der løpekatten kan bevege seg og heise laster

ifra. Valget av denne blir gjort på bakgrunn av en kravliste som er som følger.

Kravliste:

Lengde = 6 m

Stålkvalitet = S355

Kapasitet nok til nyttelasten

Tilgjengelig fra Norsk Staal

Siden det er uklart hvilke dynamiske krefter som oppstår og hvilke andre faktorer som er

relevante, velges det å ikke utføres beregninger enda. Det velges isteden å sees nærmere på

andre kraner med 6 meter spennvidde og 10 tonns kapasitet, for så og utføre beregninger

senere.

16

Fig 2.6– Dimensjoner på en amerikansk kran - Skjermdump(Spanco A-Series katalog)

Dette er en amerikansk kran med 10 ”short ton” kapasitet, dette tilsvarer 9072 kg. Den

bruker en amerikansk I-Profil som kranbro.

En europeisk I-profil er et krav til kranen, noe som gjør at det må utføres en liten

omregning for å finne noe tilvarende.

Amerikanske enheter

feet 30,48 cm

inch 2,54 cm

En lengde på 6 meter tilsvarer= 600cm/30,48cm = ca 20 fot.

I kolonne B, på Fig 2.6 velges da kranbredden på 20 feet.

Fra profildata fra Fig 2.6 fås det da fra kolonne E:

I-beam depth = 24 inch = 24*2.54cm = 60,96 cm(Dette er høyden på profilen)

17

Ifra I-beam tabellen ser vi da at en I-beam depth på 24 inches tilsvarer en såkalt:

I-Beam S24”-80#

Den har en flensbredde = 7 inch*2,54 = 17.7 cm

Etter å ha funnet fram til hvilken i-profil som blir brukt i den amerikanske kranen, ser vi

litt nærmere på tverrsnittsverdiene for den:

Fig 2.7 – Tverrsnittsverdier for amerikansk i-profil – Skjermdump(Efunda.com)

Kilde: http://www.efunda.com/designstandards/beams/RolledSteelBeamsRltsS.cfm

Siden den hadde en høyde på rett over 600mm, er det naturlig å sammenligne denne med

en europeisk Ipe-600 profil.

Fig 2.8 – Tverrsnittsverdier for europeisk i-profil – Bilde ifra (http://www.merle.es)

Forenklet sammenligning av momentkapasitet:

Ut ifra Fig 2.7, ser vi at det er en verdi som ligner på tverrsnittsmodulen om sterk akse,

dette må være Zxx, fordi den har de rette enheten, og er større enn Zyy.

Zxx = 175inch^3

1 inch ^3 = 16,387 cm^3

Wpl,y for I-Beam S24”-80# = 16,387 * 175 cm^3 = 2867,7 cm3

Wpl,y for Ipe 600 = 3517,3 cm3

18

Den europeiske Ipe 600 profilen har altså litt høyere momentkapasitet, noe som er veldig

bra.

Forenklet beregning av nedbøyning for Ipe 600:

For en fritt opplagret bjelke med punktlast i midten kan man bruke formelen:

Nedbøyning, δ=

F L E Iy(ifra Fig 2.8)

10000kg*9.81 = 98100 N 6 meter 205000 mPa 92091 cm4

δ=

( )

Konklusjon:

Nedbøyning er lav nok for bruksformålet.

Den amerikanske kranen var dimensjonert for ca. 9.1 tonn og hadde en litt lavere

momentkapasitet på kranbroen, våres i-profil er dermed sterkere og et godt utgangspunkt

selv om den må tåle 10 tonn

VALG AV VERTIKALE PROFILER

Krav liste

Under 220 mm bredde.

Hulprofil

4 meter høy

S355

Tilgjengelig fra Norsk Staal

Til de vertikale profilene, ønskes det en hulprofil fordi den hovedsakelig vil ta opp aksial

krefter og det er viktig å forhindre knekking.

Valget av dimensjoner på denne hulprofilen ligger i område fra 200x200 200x300 for

denne. Det velges ut en dimensjon på 200x300 fordi det antas at den horisontale kraften

ifra løpekattbevegelsen blir tatt opp bedre med en slik profil.

Tykkelsen blir vurdert tilstrekkelig når det velges en på 10mm.

Valget blir til slutt da en RHS profil på 200x300x10.

19

VALG AV HORISONTALE PROFILER NEDE

Over eller lik 300 mm bredde

Ikke for lang, pga. momentkapasiteten.

S355

Tilgjengelig fra Norsk Staal

En bjelke med 300 mm bredde er en HEA 300, det velges dermed å se litt nærmere på

denne. Det første som vurderes er momentkapasiteten i forhold til den allerede valgte I-

Profilen.

Sammenligning av plastisk tverrsnittsmodul:

Wpl,y for Ipe 600 = 3517,3 cm3

Wpl,y for Hea 300 =1260 cm3

Wpl,y for I-profilen er 2,79 ganger mer en for H-Bjelken.

Dette vil si at momentkapasiteten for H-Bjelken er nesten 3 ganger mindre.

Vist nyttelasten beveger seg til siden av kranbroen vil all kraft bli påført direkte ned til H-

Bjelken gjennom den vertikale hulprofilen.

Siden den kraften treffer midtpunktet på H-Bjelken, kan det tenkes at tilfellet er likt som

når lasten er i midten a I-.Bjelken som utgjør kranbroen.

Det kan da noe forenklet tenkes at den dimensjonerende kraften ifra nyttelasten for begge

bjelkene er like.

Fordi at momentkapasiteten er en tredjedel, må den kun utsettes for en tredjedel av

momentet for å ha en tilsvarende utnyttelsesgrad som I-Profilen. Dette kan oppnås ved å

bruke en mindre lengde. Lengden på IPE 600 profilen var 6 meter.

Ved å bruke formelen Med=¼*F*L er det mulig å finne rett lengde for H-Bjelken.

Alle konstantene som inngår i formelen samt F blir strøket fordi den antas lik.

Da gjenstår Med = L

Siden vi vil ha en tredjedel av momentet ganges det med 1/3 på vær side

1/3*Med = 1/3*L = 1/3*6m = 2m

HEA 300 bjelken må være 2 meter for å ha en utnyttingsgrad som tilsvarer IPE 600

Profilen.

20

2.4 – Sammenkobling av IPE 600 til RHS 300x200x10

IPE 600

På undersiden av Ipe 600 profilen blir det bort skruehull med 22 mm diameter for

innfestning til den vertikale RHS profilen med M20 skruer.

Fig 2.9 -Bilde av I-Profil med skruehull på underflens, flensbredde =220mm

RHS 300x200x10

En løsning på sammenkobling er å sveise fast en plate med tykkelse på 10mm til den øvre

enden av RHS profilen og borre skruehull for innfestning. RHS profilen blir påsveist i

midten av platen, og en kan se konturene av den i bilde under.

Fig 2.10 - Bilde av RHS profil med plate og skruehull, tykkelse = 10mm

21

Tilkoblingen av stålprofilene skjer ved hjelp av disse delene. De blei valgt ut i Autodesk

Inventor og er bare et eksempel. (De er ikke blitt dimensjonert for kreftene som oppstår)

Tabell over skruer, skiver og muterer.

Type Dimensjoner

4 x DIN EN ISO 4018 (Skrue) M20x60

8 x ISO 7089 (Skiver) 20 -120 HV

4 x ISO 4034 (Mutter) M20

Sammenkoblingen vil da bli seende slik ut.

Fig 2.11 – Sammenkobling IPE/RHS - (Skjermdump Autodesk Inventor)

22

2.5 – Sammenkobling av RHS 300x200x10 til HEA 300

På undersiden av rhs profilen blir det påsveist en 10mm tykk plate med dimensjoner som

vist under.

Fig 2.12 – Rhs Profil - (Dimensjoner til påsveist plate)

Dimensjoner på skruehull på HEA 300 bjelken, det er ikke tydelig på bilde men de er

30mm fra kanten, og 830mm fra endene.

Fig 2.13 – Hea Bjelken - (Dimensjoner til skruehull på oversiden, flensbredde=300mm)

Ved å bruke de samme skruedelene som blei brukt på Fig 2.11, blir sammenkoblingen

seende ut som på bildet under.

Fig 2.14 – Sammenkoblingen RHS/HEA - (Skjermdump Autodesk Inventor)

23

2.6 – Sammenkobling av hjul til underflens på HEA 300

For å lage en enkel modell av hjulet, og får å få dimensjonene til skruehullene, blir Demag

sin hjulkatalog brukt, den lister opp alle de viktigste dimensjonene.

Fig 2.15 – Dimensjoner på hjulet - (Skjermdump Demag hjul katalog)

DRS 125 – Dimensjoner(mm)

a1 a2 a4 d5 h1 h2 c1 220 170 55(+4, -7) M12 147,5 53,5 98

Se vedlegg E, for komplette dimensjoner.

24

Det blir lagd skruehull på underflensen av HEA-300 bjelken der hjulene skal boltes fast.

Dimensjonene her er basert på de som er i hjulkatalogen på forrige side.

Fig 2.16 - Dimensjoner på underflens HEA 300, flensbredde = 300mm

En modell av hjulet blir tegnet i Autodesk Inventor med grunnlag på dimensjonene i hjul-

katalogen til Demag. Tilkoblingen til underflensen blir da seende ut som på bildet under.

Fig 2.17 – Hjul tilkoblet underflens på Hea-bjelken - (Skjermdump Autodesk Inventor)

25

2.7 – Tegning av hovedgeometrien til kranen

Etter å ha definert alle elementene og sammenkoblingene, gås det videre med å tegne hele

strukturen. Dette utføres ved hjelp av Autodesk Inventor, under ser dere det ferdige

resultatet, med alle de viktigste dimensjonene.

Fig 2.18 – Hovedgeometri 2D

A B C D E F G H I J

4020mm 2000mm 1728mm 600mm 200mm 290mm 147,5mm 6000mm 300mm 5252mm

A = Lengden av RHS/Hulprofilen + 2 plater på 10 mm

B = Lengden av HEA-Bjelken

C = Avstand mellom hjulakslingene

D = Høyde av I-Profilen/Kranbroen

E = Bredden på RHS

F = Høyden på HEA-Bjelken

G = Avstand mellom kranbanen og H-bjelken

H = Total lengde på I-Profilen/Kranbroen

I = Høyden på RHS

J = Fritt spenn mellom bjelkene

26

3 – LASTER

I kranen er det mange forskjellige laster som kan oppstå, det er både dynamiske ifra

bevegelser av løpekatt og drivsystem og statiske ifra tyngdekraften. Der dermed viktig å få

en oversikt over hver enkelt av dem, dette skal sees litt nærmere på i dette kapitelet før det

gås videre med beregninger i neste kapitel.

3.1 - Egenvekt (SG) – Stålprofiler og maskineri

Med bakgrunn i de valgte komponentene og de forskjellige stålprofilene, er det mulig å

sette opp en tabell som viser hva egenvekten av kranen blir, det utføres ved å finne

egenvekten av hvert element ifra tabeller og brosjyrer.

Egenvekt av stålprofiler

Profil Ipe 600 Rhs 300x200x10 Hea 300 Kg/m 122,5 74,5 83,2

Antall meter 6 meter 2 x 4 meter 2 x 2 meter Vekt 735 kg 596 kg 322,8 kg

Totalvekt =735kg+596kg+322,8kg = 1663,8 kg

Egenvekt av maskineri

Maskineri Demag ropehoist (Løpekatt)

Drs 125 (Hjul)

ZBF 90 B 8/2 (el-motor) +

B020 (brems)

Vekt pr.stk 402 kg 9,9kg 28.2 kg

Antall 1 4 2

Vekt 402 kg 39,6 kg 57,2 kg

Totalvekt = 402kg+39,6kg+57,2kg =498,8 kg

Den totale egenvekten blir da på 1663,8 kg + 498,8 kg = 2163 kg

27

3.2 - Vertikal Last (SL) - Løft av nyttelast

«Det skal tas hensyn til svingningene som oppstår ved løfting av nyttelasten, ved å

multiplisere denne med en dynamisk faktor ψ .» - (side 11 NS-5514)

Ifra standarden står det at det skal tas hensyn til svingningene som oppstår under løft av

nyttelast. For å gjøre dette må en dynamisk faktor beregnes, som senere kan brukes ved

beregning av nyttelastens verdi.

Formelen som brukes - (side 11 NS-5514) ψ = 1 + ξ *VL

ξ = er en eksperimentelt bestemt faktor, VL = Løftehastighet i m/s

Max løftehastighet med denne formel er 1 m/s

Ved større hastigheter øker ikke den dynamiske faktor ψ

Den dynamiske faktor skal ikke i noe tilfelle være lavere enn 1,15

Finner løftehastighet(VL):

Merke og type Demag Ropehoist (elektrisk løpekatt)

Modellnummer EU DR-Pro 10-10 4/1-6 Z-5/0.8-400-00-50 Oppgitt løftehastighet i m/min 5 meter/min

Løftehastighet i m/sek 5/60 m/s = 0,0833 m/s

Bestemmer den dynamiske faktor:

ξ, varierer med krantypen:

For traverskran ξ = 0.6

For utliggerkraner ξ = 0.3

Vi har en traverskran og bruker derfor verdien ξ = 0.6

VL, var bestemt til 0,0833 m/s

Utrekning:

ψ = 1 + ξ *VL ψ = 1 +(0.6*0.0833) = 1.05

Svar:

”Den dynamiske faktor skal ikke i noe tilfelle være lavere enn 1,15” Den dynamiske faktor blir dermed, ψ = 1,15,

28

3.3 - Horisontal Last (SH) – Akselerasjon av løpekatt eller travers

”Laster fra akselerasjoner av bevegelige elementer ved start og bremsing skal beregnes for

de forskjellige konstruksjonselementer” - (Side.14 Ns 5514)

Aksellerasjonstid og horisontalkrefter I standarden brukes det en aksellerasjonstid for å bestemme akselerasjonen av en

komponent. Vi må vite denne for å finne de horisontale kreftene.

For å finne aksellerasjonstiden brukes det to parameterer, dette er den maksimale

hastigheten og arbeidsbetingelsen.

De maksimale hastighetene er tilgjengelig ifra brosjyrene til Demag, men

arbeidsbetingelsen må bestemmes.

Arbeidsbetingelsene er som følger:

a) Lav og moderat hastighet med stor kjørelengde

b) Moderat og høy hastighet(normal akselerasjon)

c) Høy hastighet og stor akselerasjon

Valg av arbeidsbetingelse for løpekattbevegelse Det er ikke en stor kjørelengde for løpekatten, det er heller ikke de høye hastighetene eller

de store akselerasjonene. Det kan derfor tenkes at arbeidsbetingelsen b), passer best i dette

tilfelle.

Valg av arbeidsbetingelse for kranbevegelse Her er det en stor kjørelengde, men ikke de høye hastighetene og akselerasjonen. Her kan

både arbeidsbetingelse a) og b) være gode valg. Med tanke på at det ønskes å dimensjonere

mot de største verdiene som kan oppstå, velges det den arbeidsbetingelsen som gir den

største akselerasjonsverdien. I dette tilfellet blir det derfor arbeidsbetingelsen b)

De horisontale hastighetene – Kran og løpekattbevegelse For å gå videre nå trengs verdiene for hastighetene til travers og løpekatt. Disse er oppgitt i

dokumentene til krankomponentene, og er som følger.

Enhet Løpekatt Traverskran

Meter per min 20 meter/min 40 meter/min Meter per sekund 0.33 m/s 0.66 m/s

29

Tabell for akselerasjon Tabell T-1.2311, Akselerasjonstid og akselerasjon – (Side 14 Ns 5514)

Hastighet m/s

a Lav og moderat hastighet

med stor kjørelengde

b Moderat og høy hastighet(normal

akselerasjon)

c Høy hastighet og stor

akselerasjon

Akselerasjonstid

s

Akselerasjon

m/s2

Akselerasjons-tid

s

Akselerasjon

m/s2

Akselerasjons-tid

s

Akselerasjon

m/s2

4,00 3,15 2,50 2,00 1,60 1,00 0,63 0,40 0,25 0,16

9,1 8,3 6,6 5,2 4,1 3,2 2,5

0,22 0,19 0,15 0,12

0,098 0,078 0,064

8,0 7,1 6,3 5,6 5,0 4,0 3,2 2,5

0,50 0,44 0,39 0,35 0,32 0,25 0,19 0,15

6,0 5,4 4,8 4,2 3,7 3,0

0,67 0,58 0,52 0,47 0,43 0,33

For løpekatten: Det rundes opp fra en hastighet av 0,33 m/s til en hastighet av 0,4 m/s og gitt

arbeidsbetingelsen b), finnes det en akselerasjon på 0,15 m/s2

For drivsystem: Det rundes opp fra en hastighet av 0,66 m/s til 1 m/s. Gitt arbeidsbetingelsen b), finnes det

så en akselerasjon på 0,25 m/s2

Beregning av horisontalkreftene – Løpekatt og traversbevegelser For å beregne kreftene er det nødvendig å vite massen av de delene som settes i bevegelse.

Masse tabell

Løpekatt 402 kg Egenvekt Totalt 2162,6 kg

Nyttelast 10000 kg

”Horisontalkraften det skal regnes med, skal ikke være mindre enn 1/30 eller mer enn ¼ av

hjultrykket på drevne eller bremsede hjul.” - (Side.14 Ns 5514)

Hjultrykk beregning

Drivsystem Løpekatt

Antall hjul 4 4

Vekt som virker på 2162,6kg+10000kg 402kg+10000kg

Hjultrykk per hjul (m*9.81)*1/4= 29829 N (m*9.81)*1/4= 25511N

1/30 994 N 850 N

¼ 7457 N 6378 N

30

Horisontalkraft - Bevegelse av Travers Her vil grunnlaget være egenvekten + nyttelasten.

Disse utgir 2162,6 kg + 10000kg = 12162,6 kg.

F = m*a = 12162,6*0,25 m/s

2= 3040,7 N

Sjekk mtp. hjultrykk 994 N < 3040,7 N < 7457 N - Den er ok Horisontalkraft - Bevegelse av Løpekatt De grunnleggende massene vil i dette tilfellet være vekten av løpekatten og nyttelasten.

Disse blir til sammen 402kg + 10000kg = 10402 kg. F = m*a = 10402kg*0,15 m/s

2= 1560,3 N

Sjekk mtp. hjultrykk 850 N < 1560,3 N < 6378 N - Den er ok

Lastsituasjoner som er aktuelle å beregne for Det er en mengde forskjellige krefter som kan oppstå i kranen og alle kombinasjonene av

disse må vurderes for å dimensjonere korrekt.

Dynamiske krefter – Alle her kan oppstå SAMTIDIG

Bevegelsetype Verdi

Horisontalbevegelse av travers 3040,7 N

Horisontalbevegelse av løpekatt 1560,3 N

Vertikalbevegelse av nyttelast 10000N*1.15= 11500 N

Lastposisjoner som kan oppstå Grafisk framstilling

1. Last i midten og nede 2. Last i midten og oppe 3. Last til siden og nede 4. Last til siden og oppe

Mest uheldige kombinasjoner:

Alle dynamiske krefter samtidig + last i midten

Alle dynamiske krefter samtidig + last til siden

31

3.4 - Lasttilfeller I dette tilfelle står kranen innendørs og den er dermed ikke utsatt for vind. De aktuelle

lasttilfellene blir da.

Lasttilfelle 1 - I arbeid uten vind

Lasttilfelle 3 - Ekstraordinær last

Lasttilfelle 1 - I arbeid uten vind ”Følgende laster skal tas med i beregningene:” – (Side.20 Ns 5514)

Statisk last som skyldes egenvekt SG

Nyttelasten SL multiplisert med den dynamiske faktor ψ

De to største horisontale krefter SH, unntatt bufferkreftene

Alle disse lastene skal multipliseres med faktoren M sånn at. M(SG + ψ SL+ SH) Lasttilfelle 3 - Ekstraordinær last ”Ekstraordinær last inntreffer i følgende tilfeller” – (Side 21 NS 5514)

#1 – ”Kran i hvile med maksimal vindlast”

Antar at kranen ikke blir utsatt for vindlaster og utelukker denne.

#2 – ”Kran i arbeid utsatt for bufferkrefter”

Kranen har en maks hastighet på 0.66m/s, dette utelukker beregninger av

bufferkrefter fordi det ifølge standarden bare trengs i hastigheter over 0.7m/s.

#3 – ”Kran under prøving etter pkt 1.6”

Alle kraner må gjennom en prøving, så denne er aktuell å beregne.

Lastkombinasjonen ”Kran under prøvning etter pkt 1.6” er:

«Last SG fra egenvekt pluss den høyeste av de to lastene, ψρ1*SL og ρ2*SL. ρ1 og ρ2 er

faktorer for beregning av dynamisk og statisk prøvebelastning etter pkt 1.61 og 1.62» – (Side 21 Ns 5514) Formelen for denne lastkombinasjonen blir dermed den høyeste av disse

Enten SG+ ψρ1*SL

Eller SG + ρ2*SL

Dynamisk prøving ρ1=1,2

Statisk prøving ρ2 = 1,4

ψ* ρ1*SL = 1,38*SL < ρ2 *SL= 1,4*SL

Statisk prøving blir dimensjonerende med formelen SG + 1,4*SL

32

4 - KAPASITET AV PROFILER (Håndberegninger/Lasttilfelle 1)

Fig 4.1 – Modell av strukturen med nummerering av elementene

Element Lengde Stålprofil Funksjonskrav

#1 6 meter IPE 600 Motstå bøyemoment/vipping/skjær

#2 4 meter RHS 300x200x10 Motstå knekking/aksialkrefter

#3 4 meter RHS 300x200x10 Motstå knekking/aksialkrefter

#4 2 meter HEA 300 Motstå bøyemoment/vipping/skjær

#5 2 meter HEA 300 Motstå bøyemoment/vipping/skjær

For strukturen er det valgt en løsning der det brukes i alt 5 stålprofiler. Som en kan se fra

tegningen er nummer 2 og 3 av samme typen, det er også nr. 4 og 5.

4.1 - Kapasitet av element #1 – IPE 600 - (Last i midten på kranbroen)

For IPE 600 profilen vil det utføres tre forskjellige kapasitets-sjekker. 1. Skjærkapasitet

2. Momentkapasitet

3. Kapasitet mot vipping

Før dette kan gjøres, må alle lastene bli definert. Det settes opp en enkel modell, der det

sees bort ifra den horisontale kraften SH som oppstår ifra akselerasjon av travers og

løpekatt. Det sees også bort ifra egenvekten av selve stålprofilen.

Modell av vertikale laster (Lasttilfelle 1 - I arbeid uten vind, Last i midten) M(SG + ψ SL+SH)

M Faktoren M

SG Løpekatt

Ψ Dynamisk Faktor

SL Nyttelast

M(SG + ψ SL) I newton

1,06 402 kg 1,15 10000 kg 12616 kg 123764 N

33

Modell av bjelken

Krav: Motstå bøyemoment/vipping + skjærkraft

Høyest bøyemoment og fare for vipping vil

oppstå når kraften opptrer i midten av

denne bjelken. Her vil også skjærkraften

være størst.

IPE 600 - Utrekning av bøyemoment

Utrekning Modeller

∑M = 0 ∑Ma =F*3m – FB*6m =0 F*3m =FB*6m => FB=(F*3m)/6m =123764N/2 =61882N ∑Fx = 0 Fa – F + Fb = 0 Fa = Fb – F Fa = 123764N-61882N= 61882N

F = 123764 N

Størst skjærkraft i midten:

Vi tegner opp et skjærdiagram for å framheve

at skjærkraften blir størst i midten. Ved bjelkenende blir skjærkraften ½ * F.

Skjærdiagram

Momentfordeling

Størsts moment i midten:

Bøyemoment blir i midten av bjelken:

MED = Fa*3meter

MED= 61882 N* 3 meter = 185646 Nm MED = 185,56 KNm

34

IPE 600 - Påvisning av tverrsnittets skjærkapasitet(NS-En-1993)

For å finne IPE profilen sin skjærkapasitet brukes denne formelen.

Vpl,Rd = Av*fy/( γM0*√3) - (Ec3-1-1 Formel - 6.18)

Ipe 600 tverrsnittsverdier

fy A B H Tw tf R Wpl.y

355 N/mm2

156 cm2

220 mm

600 mm

12 mm

19 mm

24 mm

3512.7*103 mm3

Skjærarealet Av

Får å utlede skjærkapasiteten må skjærarealet som kraften virker på beregnes. Denne formelen anvendes: a) ”Valsede I- og H-profiler påkjent parallelt med steget:(A-2b*tf+(tw+2r)tf” –(Ec3-1-1 Side:51)

Av = A-2*b*tf+(tw+2r)*tf Av =15600mm2-2*220mm*19mm+(12mm+2*24mm)*19mm = 8380 mm2

Utrekning av Skjærkapasitet – Vpl,Rd

Materialfaktoren er γM0= 1,05. fy er oppgitt til å være 355N/mm2. Dette er nok faktorer for å finne skjærkapasiteten til IPE-600 profilen Vpl,Rd = Av*fy/( γM0*√3) - (Ec3-1-1 Formel - 6.18)

Vpl,Rd = 8380mm2*355N/mm

2/(1.05*√3) =1635771 N

Så lenge Ved/Vpl,Rd ≤ 1 så motstår profilen skjærkraften som virker på den. Det var tidligere funnet fram til at Ved =123764 N

Skjærkapasitets-sjekk

Ved/Vpl,Rd = 123764 N /1635771 N = 0.0757 < 1 - Sjekk ok!

Ved/Vpl,Rd = 123764 N /1635771 N = 0.0757 < 0.5 (Vi kan se bort fra skjærkraftens virkning på momentkapasiteten)

35

IPE 600 - Påvisning av tverrsnittets momentkapasitet

For å finne kapasiteten i henhold til eurocode 3 del 1, er det nødvendig å vite

tverrsnittsklassen. Ved å slå opp i en tabell finnes det ut at:

Dimensjonerende kapasitet: Ec3-1-1 – 6.2.5 Bøyningsmoment Dimensjonerende kapasitet mot bøyning om en hovedakse i et dobbeltsymmetrisk

tverrsnitt bestemmes på følgende måte.

Valg av formel

MC,Rd = Mpl,Rd=Wplfy/ γM0 for tverrsnittsklasse 1 og 2 X

MC,Rd = Mel,Rd=Welfy/ γM0 for tverrsnittsklasse 3

MC,Rd = Mefffy/γM0 for tverrsnittsklasse 4

Finner verdier:

Materialfaktoren γM0= 1,05 Sammen med tverrsnittsverdiene og den plastiske tverrsnittsverdien for wpl,y er dette nok

informasjon til å utføre kapasitetssjekken.

Dimensjonerende moment, MEd, skal i et hvert tverrsnitt oppfylle følgende krav: MEd/MC,RD ≤ 1 , Der MC,RD er dimensjonerende kapasitet mot bøyning

Moment Sjekk

MC,RD = Wplfy/ γM0 = (3512.7*103 mm3 * 355 Mpa)/1,05 = 1187,6 kNm MED = 185,56 KNm

MED/ MC,RD = 0.1566 – Denne er ok

Section class - Ipe 600 Under pure Compression

Under pure bending, My

Under pure bending, Mz

4 1 1

36

IPE 600 - Påvisning av tverrsnittets kapasitet mot vipping I tilfelle med kranen er det i virkeligheten en punktlast som virker på underflensen, dette

vil virke ”stabiliserende” med tanke på å unngå vipping.

Ved påvisning av I-profilens kapasitet mot vipping vil det derimot bli brukt et eksempel

der punktlasten blir påført i overflensen. Dette er det motsatte av tilfellet i virkeligheten,

men en ok metode fordi underflensen alltid har høyere kapasitet mot vipping.

Dimensjoner, stålsort og materialfaktor for Ipe 600

h B tw tf Fy εy E γM1

600mm 220mm 12mm 19mm 355mpa 0.814 2.1*105 1,05

Forenklet påvisning av vipping – EC3-1-1 6.3.2.4 Etter å ha funnet dimensjonene til stålprofilen, finnes tverrsnittsverdiene som er

nødvendige for å utlede vippingskapasiteten.

Tverrsnittsmodulen: Dette er en IPE profil av klasse 1 med tanke på ren bøyning. Det

er da mulig å bruke Wply som er oppgitt til å være: Wpl.y = 3512.7*103

mm3

Trykkflensens 2.arealmoment om svak akse: IZ=(b3*tf)/6=(220mm)3*19mm/6=33718667mm4 Slankhet: λ1=π√(E/fy)=76.4 Lengde: Lc = 6m

Trykkflensens treghetsradius: Arealet av steget = (h-2*tf)*tw=(600mm-2*19mm)*12mm=6744mm2

Arealet av flensen = b*tf=220mm*19mm =4180mm2

if,z =√((Iz)/(Af+1/6*Aw))= √((33718667mm4)/(4180mm2+1/6*6744mm2))= √(33718667mm4/5304mm2))=79.732mm

Korreksjonsfaktor: ψ=0, Kc= 1/(1.33-0.33*ψ)=0,75 Trykkflensens relative slankhet: λf.z=Kc*Lc/(if,z* λ1)=0.75*6000mm/(79.732mm*76,4)=0.74

Momentkapasitet: Mc,RD = 1187,6 kNm, Med = 185,56 kNm

Vipping sjekk

λf.z≤1/2*(Mc,Rd/Med) – Er sant, så er vipping uaktuelt 0.74≤1/2(1187,6/185,56)

0.74≤1/2(6,4) 0.74≤3.2 -> Vipping uaktuelt!

37

4.2 - Kapasitet av element #2 og #3 – RHS 300x200x10 (Last til siden på

kranbroen)

For RHS profilen vil det utføres to forskjellige kapasitets-sjekker.

1. Knekking

2. Trykkapasitet

Lastsituasjon for bjelken: Siden geometrien av strukturen er symmetrisk kan det tenkes at de samme kreftene kan

oppstå på hver side. Det er dermed nok å beregne kapasiteten til element nr.2

Tilfellet der nyttelasten er plassert direkte over dette elementet påfører de høyeste

aksialkreftene, det ønskes derfor at dette blir vurdert nærmere.

Det settes først opp en modell av lastene, der det sees bort ifra horisontale laster SH og

egenvekten av RHS 300x200x10 profilen.

Modell av laster som virker vertikalt (Lasttilfelle 1 - I arbeid uten vind) M(SG + ψ SL+SH)

M(((Løpekatt(Sg) + ψ x Nyttelast(Sl))) M((Ipe 600(Sg)) = 123764 N 1,06(735 kg x 9.81) = 7643 N

Lastsituasjon – (Last/løpekatt ute til siden)

Totallast på profil #2 (Last ute til siden) Belastningen ifra nyttelast+ egenvekten av

løpekatten + halve egenvekten av Ipe 600

profilen.

= (123764 N + 7643 N)/2 = 127586 N

Elementbeskrivelse 1 = IPE 600 x 6 meter 2 og 3 = RHS 300x200x10 x 4 meter 4 og 5 = HEA 300 x 2 meter

Rhs 300x200x10

H B t A Fy εy γM1 iy iz NEd

300mm 200mm 10mm 94.9cm2 355Mpa 0.814 1,05 11.2cm 8.13cm 127,6

kN

38

Utregning av knekkapasitet etter Ec3-1-1

Vi ser for oss en situasjon der staven er leddlagret. Da blir den effektive knekklengden(Lcr), 4 meter. Tverrsnittsklassen for RHS profilen må defineres før videre beregninger kan gjøres, dette

kan gjøres ved å regne ut slankheten λc. Regner ut tverrsnittsklassen(tvk) c =h – 3*t = 300-30mm = 270mm Slankheten blir : λc = (c/t)/εy=(270mm/10mm)/0.814=33,17

Tverrsnittsklasse: (Ec3-1-1 - Tabell 5.2)

Valg av tverrsnittsklasse - (Utsettes for trykk)

Klasse 1 λc≤33 Klasse 2 λc≤38 X Klasse 3 λc≤42 Klasse 4 Otherwise

Valg av knekkurve – (Ec3-1-1 - Tabell 6.2)

Tverrsnitt Begrensinger Forskyvning rettvinklet til

akse

Knekkurve

S 235 S 275 S 355 S 420

S 460

Hultverrsnitt

Varmvalset

Alle a a0

Kaldformet

Alle c c

Vi har en varmvalset hulprofil med stålkvalitet s355, vi har da knekkurve = a Imperfeksjonsfaktor - (Ec3-1-1 - Tabell 6.2)

Knekkurve a0 a B c d

Imperfeksjonsfaktor α

0,13 0,21 0,34 0,49 0,76

Fra tabellen finner vi: α = 0,21

Relativ slankhet – (Ec3-1-1 - 6.3.1.3)

Valg av formel for relativ slankhet

Relativ slankhet = √(Afy/Ncr)= (Lcr/i)*(1/λ1) for tverrsnittsklasse 1, 2 eller 3

X

Relativ slankhet = √(Aefffy/Ncr) for tverrsnittsklasse 4.

39

Utrekning av λ1 - (Ec3-1-1 side:61) λ1=π√(E/fy)=93.9*εy λ1=93.9*0.814=76,43

Reduksjonsfaktor for svak akse: Utrekning av relativ slankhet (Svak akse) λz=(Lcr/iz)*(1/λ1) = (400cm/8.13cm)*(1/76,43) = 0,6437 Parameter: Φz = ½ (1+ α(λz-0.2)+ λz

2) = ½ (1+0,21(0,6437-0,2)+0,64372) = 0,7538 Reduksjonsfaktor (ϰz): ϰz = 1/ ((Φz+ √ (Φz

2- λz2)) = 1/((0,7538+√ (0,75382- 0.64372)) = 0,8726

Reduksjonsfaktor for sterk akse: Utrekning av relativ slankhet (Sterk akse) λy=(Lcr/iy)*(1/λ1) = (400cm/11.2cm)*(1/76,43) = 0.4673 Parameter: Φy = ½ (1+ α(λy-0.2)+ λy

2) = ½ (1+0,21(0.4681-0,2)+ 0.46812) = 0,6377 Reduksjonsfaktor (ϰy): ϰy = 1/ ((Φy+ √ (Φy

2- λy2)) = 1/((0,6377+√ (0,63772- 0.46732)) = 0,9332

Bøyningsknekking - Ec3-1-1 6.3.1.1

Valg av formel

Nb.Rd = ϰ*(Afy/ γM1) for tverrsnittsklasse 1, 2 eller 3. X

Nb.Rd = ϰ*(Aefffy/ γM1) for tverrsnittsklasse 4.

Følgende krav skal være oppfylt: Ned/ Nb.Rd 1,0

Knekkapasitets-sjekk:

Nb.Rd = ϰ.min*(Afy/ γM1) = 0,8726(9490mm2*355mpa/1.05)=2800 kN

Ned = 127,6 kN Ned/ Nb.Rd= 0,0456 ≤ 1,0 Sjekk ok!

Påvisning av trykkapasitet:

Valg av formel for trykkapasitet

Dimensjonerende trykkapasitet : NC,Rd = Afy/ γM0 for tverrsnittsklasse 1, 2 eller 3

X

Dimensjonerende trykkapasitet : NC,Rd = Aefffy/ γM0 for tverrsnittsklasse 4.

Trykkapasitets-sjekk

NC,Rd = Afy/ γM0 = 9490mm2*355mpa/1.05 = 3209 kN Ned = 127,6 kN

Ned/ NC,Rd=0,03976 ≤ 1,0 Sjekk ok!

40

4.3 - Kapasitet av element #4 og #5 – Hea 300 - (Last til siden på

kranbroen)

Den største belastningen på denne bjelken oppstår når nyttelasten er plassert på siden av

kranbroen. Tilfellet ligner på utregningen vi gjorde for IPE bjelken når lasten var i midten

av den. Det vil her utføres tre forskjellige kapasitetssjekker:

Skjærkapasitet

Momentkapasitet

Kapasitet mot vipping

Hea 300

H B tw Tf A fy εy E γM0 Wpl.y 290mm 300mm 8.5mm 14mm 112cm

2 355mpa 0.814 2.1*10

5 1,05 1260*10

3mm

3

Dimensjonerende Laster - (Lastsituasjon = Last til siden)

Totallast på profil #4

Løpekatt + nyttelast

123764 N

Ipe 600 ½(7643 N)

Rhs 300x200x10 3099 N

Totalt 130685 N

Utregningene over tar hensyn til dynamisk faktor ψ for nyttelast og faktoren M.

Lasten virker midt på den to meter lange bjelken, det utledes da: F = Ved = 130685 N Med = (¼ F * L) = ¼ * 130685 N * 2 M = 65342,5 Nm

Skjærareal: Formel for skjærareal: a) ”Valsede I- og H-profiler påkjent parallelt med steget:(A-2b*tf+(tw+2r)tf” –(Ec3-1-1 Side:51) Utregning: Av=A-2*b*tf+(tw+2r)*tf Av = 11200mm2-8400mm2+(875mm2) = 3675mm2

Skjærkraftkapasitet Vpl,Rd = (Av*fy)/( γM0*√3) - (Ec3-1-1 Formel - 6.18) Vpl,Rd = (Av*fy)/( γM0*√3) = (3675mm2*355mPa)/(1,05*√3) = 717358 N

Skjærkapasitets-sjekk

Ved/Vpl,Rd = 130685 N/717417 N = 0,18216 -> Sjekk Ok! (Vi kan ignorere virkningen på momentkapasiteten siden 0,18216 ≤ 0,5)

41

Tverrsnittsklasse Steghøyde: cw=h-2(tf+r)=290mm-2(14mm+27mm)=208mm Stegets slankhet λw= cw/(tw* εy)=208mm/8,5mm*0,814 = 30,06

Tverrsnittsklasse: Ec3-1-1 -Tabell 5.2

Valg av tverrsnittsklasse - (Utsettes for bøyning)

Klasse 1 λw≤72 X Klasse 2 λw≤83 Klasse 3 λw≤124 Klasse 4 Otherwise

Ec3-1-1 – 6.2.5 Bøyningsmoment

Valg av formel

MC,Rd = Mpl,Rd=Wplfy/ γM0 for tverrsnittsklasse 1 og 2 X

MC,Rd = Mel,Rd=Welfy/ γM0 for tverrsnittsklasse 3

MC,Rd = Mefffy/γM0 for tverrsnittsklasse 4

Momentkapasitet sjekk

Med= 65324,53 My,Rd=fy*Wpl.y/γ M0

My.Rd = 355mpa*1260*103mm3/1.05=426000 Nm

Med/My.Rd = 0,1533 -> Sjekk ok

Forenklet påvisning av vipping Tverrsnittsmodulen: Wpl.y = 1260*103mm3 Trykkflensens 2.arealmoment om svak akse: IZ=(b3*tf)/6=(300mm3*14mm)/6=63*106 mm4 Arealer Arealet av steget: Aw = (h-2*tf)*tw=(290mm-2*14mm)*8,5mm=2227mm2

Arealet av flensen: Af= b*tf=300mm*14mm =4200mm2

Slankhet: λ1=π√(E/fy)=76.4 Lengde: Lcr = 2m Trykkflensens treghetsradius: - if,z =√((Iz)/(Af+1/6*Aw))= √((63*106 mm4)/( 4200mm2+1/6*2227mm2)) =117,4mm Korreksjonsfaktor: - ψ=0 Kc= 1/(1.33-0.33*ψ)=0,75 Trykkflensens relative slankhet: λf.z=Kc*Lcr/(if,z* λ1)=0.75*2000mm/(117,4mm*76,4)=0.1672 Momentkapasitet: Mc,RD = 426000 NM, Med = 65342,5 NM

Vipping sjekk

λf.z≤1/2*(Mc,Rd/Med) – Er sant, så er vipping uaktuelt 0.1672≤1/2(6,52)

0.1672 ≤ 3.26 -> Vipping uaktuelt!

42

5 – STAAD.PRO – Sammenligning med håndberegninger

Staad.pro er et strukturanalyseprogram som kan brukes til å dobbeltsjekke

håndberegningene. Der er det mulig å definere geometrien, opplagerbetingelsene, lastene

og alle stålbjelkene. Når dette er definert kan det utføres en kodesjekk etter eurocode 3-1-1.

Det vil nå gås gjennom alle elementene som ble regnet får hånd, en etter en. Det vil til slutt

utføres en global analyse der alle elementene er sammenkoblet.

5.1 –Del 1. – Staad.Pro - Bjelkene hver for seg

For å gjøre det enkelt, velges det å ta bjelkene hver for seg. Rekkefølgen blir I-bjelken, så

RHS/hulprofilen, også til slutt H-bjelken. Dette gjør det lett når resultater i staad.pro skal

sammenlignes med de ifra håndberegningene

Parametrer som blir brukt i staad.pro:

SGR2 definerer stålkvaliteten, den vil i i alle tre tilfellene blir definert til s355

”Analysis print all” blir lagt til.

Track 2 parameteren brukes får å gi oss en detaljert output.

Check code blir lagt inn til slutt.

Framgangsmåte i staad.pro:

Samme framgangsmåte som får håndberegningene vil bli brukt. Bjelkene vil defineres som

fritt opplagret med alt dette innebærer. Kreftene vil være like store og påføres på samme

punkt, stålkvaliteten vil være den samme osv...

Dette gjøres fordi betingelsene skal være de samme og det skal være lett og sammenligne

resultatene.

43

5.11 - Staad.pro eurocode-3 kode sjekk - IPE600 – Last i midten på kranbroen

I staad.pro blir det satt opp et tilfelle med en horisontal IPE600 bjelke på 6 meter, den har

”pinned” connection i hver ende og en konsentrert last på 123,764 kN i midten av bjelken

ved 3 meter. Materialstyrken blir definert til s355, det blir satt opp en ec3 kode sjekk med

track 2 parameteren og analysen blir gjennomført.

Under er det et lite utdrag med relevante verdier ifra output filen i staad.pro. Det er en

kolonne for staad.pro verdier og en for manuelle verdier som er regnet ut får hånd.

Tabell over verdier(Se vedlegg G1 for mer)

Staad.pro verdi Manuell verdi

Lengde(Lcr) 600cm 600cm

Areal 156 cm 15600mm2(fra tabell)

Skjærareal 83.800 cm (y-akse) 8380 mm2(fra utregning)

Momentkapasitet 1133.4 kNm 1187,6 kNm

Skjærkapasitet 1561.4 kN(y-akse) 1635771 N

Utnyttelsegrader(kN,m):

CLAUSE RATIO LOAD FX VY VZ MZ

MY1

Manuelt

EC-5.4.5.1 0.164 2 0.0 61.9 0.0 -185.6 0.0 0.1534(Moment)

EC-5.4.6-(Y) 0.040 2 0.0 61.9 0.0 0.0 0.0 0.0757(Skjær)

EC-5.5.2 LTB 0.310 2 0.0 61.9 0.0 -185.6 0.0 Forenklet sjekk = Ok

Diskusjon:

Kapasitetene ifra håndberegningene stemmer godt overens med staad.pro, men det er et

avvik på rundt 5 %. Dette avviket kan forklares ved at staad.pro bruker en materialfaktor

på 1,10 mot verdien på bare 1,05 som ble brukt for håndberegninger, dette avviket blir

gjenspeilet i utnyttelsesgraden også.

Ellers har momentet(MZ) samme verdi som for manuelle beregninger

Dimensjonerende skjærkraft(VY) er halvparten av det ifra manuelle beregninger,

sannsynligvis er dette fordi skjærkraften blir beregnet ved bjelkeendene, mens det i

manuelle beregninger ble beregnet ved midten. Vist punktlasten hadde vært påført ved

endene i staad.pro ville resultatet sett mer likt ut.

1 For forklaring av hva de forskjellige “Clausene” betyr, se side 227 P.Chantrain & J.B.-

Scleich. (1997)

44

5.12 - Staad.pro kode sjekk – RHS 300x200x10 – Last til siden på kranbroen

Det blir satt opp en 4 meter lang vertikal RHS bjelke med en ”pinned connection” oppe

som blir frigjort for bevegelse i y-retning, det blir brukt en vanlig ”pinned connection”

nede. Bjelken blir påført en nodelast på 127,586 kN på toppen. Stålkvaliteten blir definert

til s355 og det blir lagt inn kommandoen ”analysis print all”. Det blir så gjennomført en

ec3 analyse med track-2 parameteren som gir en detaljert output.

Tabell over verdier(Se vedlegg G2 for mer)

Staad.pro verdi Manuell verdi

Lengde(Lcr) 400cm 400cm

Areal 95.5 cm 9490mm2(fra tabell)

Tverrsnittsklasse Klasse 2 Klasse 2(fra utregning)

Knekkapasitet 2690.3 kNm 2800 kNm(fra utregning)

Utnyttelsegrader(kN,m):

CLAUSE RATIO LOAD FX VY VZ MZ

MY

Manuelt

EC-5.4.4 (C) 0.047 2 127.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0,0456(knekk)

Diskusjon:

Den manuelt utregnede knekkapasiteten var på 2800kNm, men staad.pro gir oss derimot en

kapasitet på 2690,3 kNm. Siden aksialkraften er lik i begge tilfellene fører dette til at

utnyttelsesgradene blir forskjellige.

Årsaken til dette kan være at det i staad.pro er en annen verdi for materialfaktoren.

Arealet for bjelken er også ulikt ifra det som ble brukt ved manuell beregninger, dette

påvirker også resultatet.

45

5.13 - Staad.pro kode sjekk – Hea 300 – Last til siden på kranbroen

En bjelke på to meter blir definert i staad.pro med pinned connection i hver ende. I midten

ved en meter blir det påført en punktlast på 130,685 kN. Stålkvaliteten blir satt til 355,

”analysis print all” og ”track 2” kommandoen blir satt inn, og en ec3 sjekk blir

gjennomført.

Tabell over verdier(Se vedlegg G3 for mer)

Staad.pro verdi Manuell verdi

Lengde(Lcr) 200cm 200cm

Areal 113 cm 112cm2(fra tabell)

Skjærareal 37.750 (y-akse) 3675mm2 (fra utregning)

Tverrsnittsklasse Klasse 3 Klasse 1(fra utregning)

Momentkapasitet 406,4 kNm 426 kNm(fra utregning)

Skjærkapasitet 703,4 kN(y-akse) 717,358 kN(fra utregning)

Utnyttelsegrader(kN,m):

CLAUSE RATIO LOAD FX VY VZ MZ

MY

Manuelt

EC-5.4.5.1 0.161 2 0.0 65.3 0.0 -65.3 0.0 0,1533(Moment.Kap)

EC-5.4.6-(Y) 0.093 2 0.0 65.3 0.0 0.0 0.0 0,18216(Skjær.kap)

EC-5.5.2 LTB2 0.164 2 0.0 65.3 0.0 -65.3 0.0 Forenklet Sjekk=

Ok(Vipping) Diskusjon:

Den manuelt utregnede skjærkraften var på 130685 N, ifra staad.pro fås det derimot en

verdi på 65.3 kN. Dette kan være fordi skjærkraften blir beregnet ved endene av bjelken i

staad, men ble beregnet ved midten manuelt.

Dette påvirker derfor utnyttelsesgraden for skjærkapasitet som blir ulik.

Staad.pro gir også et annet skjærareal og en annen tverrsnittsklasse. At verdien til

skjærarealet er ulikt kan komme av at staad.pro bruker andre materialverdier, at

tverrsnittsklassen blir ulik, kan kanskje komme av at staad.pro beregner tverrsnittsklasse

for flensene i stedet for steget.

Utnyttelsesgraden for momentet blir også litt annerledes pga. en lavere moment kapasitet.

46

5.2 - Del 2. – Staad.Pro - Global Analyse av kranen

Før man kan utføre en analyse av kranen er det er fire hovedsteg

1. Definere geometri: Her plasserer vi nodene og mellom dem oppstår

bjelkeelementene kalt for members.

2. Definere tverrsnitt: Her blir bjelkeelementer tildelt tverrsnittsverdier som for

eksempel IPE 600

3. Definere opplagringsbetingelser: For eksempel fixed, pinned

4. Definere lastene: Her settes det opp laster som virker på strukturen.

Under er det tabeller for hvordan geometrien blir definert.

Geometri i staad.pro

Bjelker/Beams

Posisjon for noder

For å få en nøyaktig geometri må det brukes offset på bjelkene, siden staad normalt

plasserer nodene i midten av hver bjelke. Under er offset som blir brukt i geometrien i

staad.pro. Verdiene som brukes er ifra Fig 2.18 der hovedgeometrien for kranen er

definert.

Offset som blir brukt på bjelkene

Beam number I (x,y,z) retning

1 1 START 0 0.145 0

1 1 END 0 -0.3 0

2 2 START -0.224 0 0

2 2 END 0.224 0 0

3 3 START 0 -0.3 0

3 3 END 0 0.145 0

47

Tverrsnittene blir definert til

REF SECTION MATERIAL

1 HEA300A STEEL

2 IPE600 STEEL

3 TUB30020010 STEEL

I virkeligheten kan kranen bevege seg langs Z-Aksen når den beveger seg på kranskinnen,

men det måtte i inngås et kompromiss i staad.pro. Pinned connection tar opp krefter i

X,Y,Z-aksen, men ingen momenter, den låser altså kranen på plass, noe som er nødvendig

for at staad.pro skal fungere. På den andre siden derimot, satt vi opp en rulle betingelse,

som gir oss bevegelse i Z-retning, noe som er nødvendig vist vi skal påføre en nodelast der

ifra akselerasjon av traversen fra drivsystemet.

Under er tabeller for laster og lasttilfeller, fra tidligere var ψ definert til 1.15 og faktoren M

definert til 1,06.

Lasttilfeller Lastkombinasjon

Lasttilfelle 1 - I arbeid uten vind M(SG + ψ SL+ SH)

Lasttilfelle 3 - Ekstraordinær last SG + 1,4*SL

Laster Verdi Nyttelast(SL) F = 10000kg*9,81 = 98,1 kN

Egenvekt av løpekatt(SGL) F = 402kg*9,81 m/s2

= 3944 N

Akselerasjon av løpekatt(SHL) F = (402kg +10000kg) * 0,15 m/s2

= 1560,3 N

Total egenvekt av travers(SGTot) F = 2162kg*9,81 m/s2 = 21209 N

Akselerasjon av travers(SHTotalt) F = (2162kg+10000kg) * 0,25 m/s2 = 3040,7 N

Treghetskraft fra nyttelast ved

akselerasjon av travers

F = 10000kg*0,25 m/s2=2500 N

Fixed But, Release FX,FY,MY,MZ Pinned

Node 5

Node 7

Node 8

Node 6

48

5.21 - Global Analyse - Lasttilfelle 1 – I arbeid uten vind (Last i midten)

En global analyse blir utført der lasten blir påført midten av kranbroen. Det tas hensyn til

de horisontale kreftene ifra løpekatt og traversbevegelser og alle egenvektene. Under

finnes det et oppsett for lastene slik de blir lagt inn i staad.pro. Lastkombinasjonen som blir

brukt er for lasttilfelle 1- I arbeid uten vind, formelen for dette er: M(SG + ψ SL+ SH).

Staad.pro – Laster Laster Forklaring Staad Verdi Last 1 - Egenvekt Egenvekt av stålprofilene SELFWEIGHT Y -1

Last 2 – Nyttelast Konsentrer last påført ved 3 meter på IPE 600 bjelken. Virker i negativ y-retning.

CON GY -98.1 3 kN,m

Last 3 - Egenvekt av løpekatt

En konsentrert last påført ved 3 meter på ipe 600 bjelken. Virker i negativ y-retning.

CON GY -3.944 3 kN,m

Last 4 - Travers akselerasjon

Nodelast påført ved N.5 og N.7, virker i positiv z-retning.

FZ 1.52 kN,m

Last 5 - Løpekatt akselerasjon

Konsentrert kast påført ved 3 meter på ipe 600 bjelken. Virker i positiv x-retning

CON GX 1.56 3 kN,m

Last 6 – Treghetskraft ifra nyttelast

Treghetskraft som virker på nyttelasten når kranen akselerer. Virker i negativ Z-retning ved 3 meter på IPE 600 bjelken.

CON GZ -2.5 3 kN,m

Last 7 – Treghetskraft ifra egenvekten av travers

Treghetskraft som virker på egenvekten av hovedstrukturen. Virker i negativ Z retning

SELFWEIGHT Z -0.0254

Last 8 - Lastkombinasjon M(Last 1)+M(ψ * Last 2) + M(Last 3 +

Last 4 + Last 5+Last 6+Last 7)

-Ingen verdi-

Staad.pro – Postprocessing output - (Last i midten på kranbroen)

Tabell for utnyttelsegrader:

Grafisk framstilling av utnyttelsegrader:

Reaksjonskrefter i nodene:

49

Sammenligning med tidligere resultatet

Forenklet staad analyse(Del 1) Global staad analyse

Lastilfelle 1 – Last i midten

Ipe 600 EC-5.5.2 LTB 0.310

(Last i midten)

EC-5.5.2 LTB 0.283

Rhs 300x200x10

EC-5.4.4 (C) 0.047

(Last til siden)

EC-5.4.4 (C) 0.096

Hea 300

EC-5.5.2 LTB 0.164

(Last til siden)

EC-5.5.2 LTB 0.095

Diskusjon:

IPE:

I følge analysen til staad.pro tåler strukturen alle belastningene den blir påført. Det

svakeste leddet blir kranbroen som består av I-Profilen. Det kommer av at den påførte

lasten i midten av bjelken skaper det største momentet og fare for vipping. Sammenlignet

med tidligere beregninger, så er faktisk utnyttelsesgraden lavere ved den globale analysen.

RHS:

Det legges merke til at den ene Hulprofilen har en utnyttelsesgrad på 0.096 , noe som er

mer en dobbelte av det som ble beregnet når bjelkene ble tatt for seg selv. Der var også

lasten plassert direkte over bjelken, noe som i teorien påfører dobbelt så høye aksialkrefter.

Plasseringen av lasten mot midten, eller de horisontale kreftene ser derfor ut til å ha en

negativ effekt på hulprofilens kapasitet.

HEA:

H-bjelken får en litt mer forventet effekt, siden kreftene blir fordelt på begge h-bjelkene

når lasten er plassert i midten, blir utnyttelsesgraden lavere.

Se Vedlegg C for komplette staad.pro kommandoer for denne analysen.

50

5.22 - Global Analyse - Lasttilfelle 1 – I arbeid uten vind (Last til siden)

Samme lasttilfelle som i forrige analyse blir vurdert, men her er lasten flyttet til høyre,

dette gjøres ved å endre posisjonen for lastene 2, 3, 5 og 6, til direkte over node 2. Det blir

utført samme analysen som sist gang, under ser dere resultatet.

Staad.pro – Postprocessing output - (Last til høyre på kranbroen)

Tabell for utnyttelsegrader:

Grafisk framstilling av utnyttelsegrader:

Reaksjonskrefter i nodene:

Sammenligning med tidligere resultatet

Forenklet staad analyse(Del 1) Global staad analyse

Lastilfelle 1 – Last til siden

Ipe 600 EC-5.5.2 LTB 0.310

(Last i midten)

EC-5.5.6-(Y) 0.0796

Rhs 300x200x10

EC-5.4.4 (C) 0.047

(Last til siden)

EC-5.4.4 0.082

Hea 300

EC-5.5.2 LTB 0.164

(Last til siden)

EC-5.5.2 LTB 0.171

Diskusjon:

I-bjelken sin utnyttelsesgrad er lavere og det er sannsynligvis skjærkapasiteten som blir

dimensjonerende her. Fortsatt er RHS profilen sin utnyttelsesgrad høyere en det som blei

beregnet tidligere, noe som viser svakheten i den forenklete metoden som ble brukt. H-

bjelken derimot virker å ha ganske samsvarende utnyttelsesgrad.

51

5.23 - Global Analyse - Lasttilfelle 3 – Kran under prøving(Last i midten) Til slutt er det viktig å sjekke for om konstruksjonen klarer lasttilfelle 3, kran under

prøving. Her er det ikke tidligere blitt gjort noen beregninger så å sjekke denne er viktig.

Det er ingen horisontale laster i dette tilfellet så denne kan kanskje stemme bedre enn de

andre globale analysene. Nyttelasten for i dette tilfellet en lastfaktor på 1,4 som er det

høyeste til nå.

Staad.pro – Laster Laster Forklaring Staad Verdi Last 1 - Egenvekt Egenvekt av stålprofilene SELFWEIGHT Y -1

Last 2 – Nyttelast Konsentrer last påført ved 3 meter på IPE 600 bjelken i negativ y-retning.

CON GY 3 -98.1 kN

Last 3 - Egenvekt av løpekatt

En konsentrert last påført ved 3 meter på ipe 600 bjelken. Virker i negativ y-retning.

CON GY 3 -3.944 kN

Last 6 - Lastkombinasjon Last 1+(1,4* Last 2) +

(Last 3 + Last 4 + Last 5)

-Ingen verdi-

Staad.pro – Postprocessing output (Last i midten på kranbroen)

Tabell for utnyttelsegrader:

Grafisk framstilling av utnyttelsegrader:

Reaksjonskrefter i fastholdning:

Diskusjon:

Dette lasttilfelle påfører de høyeste vertikale kreftene, men ingen horisontale. Analysen

viser oss at konstruksjonen tåler belastningen godt. Noe som fortsatt stemmer bra med

tidligere resultater. De vertikale hulprofilene får også her en høy utnyttelsesgrad. De

høyeste vi fikk når vi tok bjelkene hver for seg var 0.047, nå er den derimot 0,0938.

Knekkapasitets-utregningen har dermed vært litt for simpel og det kan også utelukkes at

det det er de horisontale kreftene som var årsak til dette.

52

Konklusjon

I oppgaven gikk vi gjennom bruk av kranstandarder og Eurocode 3-1-1, vi fikk også se at

det å sjekke håndberegninger med dataverktøy var viktig.

Ved å ta bjelke-elementene hver for seg med de samme betingelsene, fikk vi ganske likt

resultat i staad.pro som ved håndberegninger. Det var ikke før vi gjennomførte en global

analyse at det ble klart at RHS profilen skilte seg ut fra det som var beregnet tidligere. Det

viste seg da at den kunne ha krevd en mer avansert håndberegning, der det kunne vært tatt

mer hensyn til andre faktorer.

Selv om det var litt avvik i håndberegninger å den globale staad.pro analysen viste kranen

sine bjelker at de tålte belastningene til lastene. Den var dermed godkjent under kravene i

EC-3-1-1.

Standarden for design av knutepunkter (EC-3-1-8) kunne også ha vært svært aktuell, det

var synd at det ikke var tid nok til å bruke denne til å få dimensjonert skruene og de

påsveisete platene. Noe som kanskje kunne vært et forslag til videre arbeid?

Kranstandarden NS 5514 ble brukt for å klassifisere strukturen, får å finne laster og

lastfaktorer. Dette var viktig for at kranen skulle være bygd med den kapasiteten som var

nødvendig.

NS 5515, ble brukt til valg av løpekatt og drivsystem, samt beregninger på kapasitetene til

hjulene. Dette har vært viktig for at de ulike krankomponentene skulle ha en god levetid.

For å definere og presentere geometrien har 3D-CAD programmet Autodesk Inventor blitt

brukt. Dette viste seg blant annet å være et svært viktig program for å lage

bruksanvisningen, her kunne kranen presenteres og en deleliste over delene som inngikk

enkelt bli lagd.

I

Referanser

Aasen, I.B (2010) Stålhåndbok Del 3:2010 – Konstruksjoner i stål. Oslo:

Norsk stålforbund.

Standard Norge. (2008). NS-EN 1993-1-1 Eurokode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner

Del 1-1: Allmenne regler og regler for bygninger

Standard Norge. (1978). NS 5514 Kraner og løfteutstyr – Stålkonstruksjoner – Beregninger

Standard Norge. (1978). NS 5515 Kraner og løfteutstyr – Maskineri – Beregninger

Lovdata. (2009). Forskrift om maskiner. Hentet 10.11.2013 fra

http://lovdata.no/dokument/SF/forskrift/2009-05-20-544

P.Chantrain & J.B.-Scleich. (1997) Simplified Version of Eurocode 3 for Usual Buildings:

Final Report (Technical steel research) European Commision

SPANCO Inc (Udatert). SPANCO A Series Gantry Crane Specs: Steel Fixed Height - 1 - 10

Ton. Hentet 11.11.2013 fra http://www.spanco.com/literature/

Demag cranes and components (Udatert) Technical data rope hoist EUDR 3-10. Hentet fra

http://www.demag-doku.de (ident. nr.: 20373244 EN DE)

Demag cranes and components (Udatert) Catalogue Getriebemotor Hentet fra

http://www.demag-doku.de (ident.: nr.: 20315144)

Demag cranes and components (Udatert) Technical data Radblock-System Hentet fra

http://www.demag-doku.de (ident.: nr.: 20335244)

Demag cranes and components (Udatert) Wheel range brochure Hentet fra

http://www.demag-doku.de (ident.: nr. 20872444)

II

VEDLEGG A : EKSEMPEL PÅ BRUKSANVISNING TIL TRAVERSKRAN

III

INNHOLDSFORTEGNELSE FOR BRUKSANVISNING

VEDLEGG A : EKSEMPEL PÅ BRUKSANVISNING TIL TRAVERSKRAN ............... II

INNHOLDSFORTEGNELSE ..................................................................................................... III

1 – Beskrivelse av kranen og komponentene ................................................................... V

2 - Bruk av maskinen .................................................................................................... VIII

2.1 - Tilsiktet bruk: ................................................................................................... VIII

2.2 – Sikkerhet under bruk: ......................................................................................... IX

3 - Montering av kranen ................................................................................................... X

4 - Deleliste ....................................................................................................................... X

5 - Vedlikehold og reperasjon ........................................................................................ XII

6 - Teknisk data og dimensjoner..................................................................................... XII

7 - Samsvarerklæring .................................................................................................... XIV

VEDLEGG B: Forskrift for maskiner - 1.7.4.2 ................................................................. XV

Produsent:

Adresse: Grannesgata 25, 5523 Haugesund

Telefon: 52 70 42 00

IV

LES FØRST

Symboler:

Generell Advarsel:

Fare for støt:

Hengende last:

Mottagelse av varen:

Sjekk emballasjen for skader for å

forsikre deg at den ikke er

transportskadet.

Meld fra til transportøren vist skader

er synlige. Ta en kontroll og se om

varene som er levert stemmer

overens med din bestilling.

V

1 – Beskrivelse av kranen og komponentene

Maskinens betegnelse: Traverskran med 10 tonns løftekapasitet. Modellnummer: 10T-4H6B

Maskinen som blir beskrevet i denne bruksanvisningen er en skinnegående traverskran

med 10 tonns kapasitet. Den er beregnet for innendørsbruk på bakkeliggende kranbane

under normale temperatur forhold.

Beskrivelse av Rammen:

Hovedkonstruksjon består av fem robuste elementer som kobles sammen med totalt 16

skruer.

En horisontal IPE 600 x 6m, bjelke med åtte skruehull. Egenvekt: 735 kg.

To vertikale RHS 300x200x10 x 4m, hulprofiler med 1cm tykke endeplater som er

påsveist og borret skruehull i. Egenvekt pr stk: 298 kg

To horisontale HEA 300 x 2m, bjelker, med skruehull for innfesting til den

vertikale hulprofilen, og til tilkobling av hjul. Egenvekt pr stk: 161.4 kg

Egenvekt totalt: 1685 kg.

Stålkvalitet: S355.

VI

Beskrivelse av Løpekatten:

Den elektriske løpekatten har en kapasitet på 10000 kg og er av typen ”Monorail Rope

Hoist”. Den er motorisert, kan heise/fire laster og bevege seg langs kranbroen uten bruk av

muskelkraft. Den blir kontrollert ved hjelp av en elektrisk kontrollmodul som er tilkoblet

kranen gjennom en kabel.

Løpekatten er utstyrt med avansert elektronikk og har en innebygget lastsensor som

forhindrer overbelastning av kranen. Elektronikken loggfører lastdata og arbeidstimer og

kan således brukes til å utlede levetiden for kranen Egenvekt: 402 kg

Løftehastighet: 0,8/5 m/s

Forflyttningshastighet: 5/20 m/s

Installasjon, montering og vedlikehold av

elektrisk utstyr skal bare utføres av elektrikere.

Ved generelt vedlikehold av løpekatten eller drivsystemet skal hovedstrømbryteren skrus av.

VII

Beskrivelse av Drivsystem:

Drivsystem brukes for å transporter kranen med eller uten last, langs kranbanen. Den

består totalt av to motorer, to girkasser og til sammen fire hjul, hvorav to er drevne. Den er

av et modul design som gjør installasjonen lett.

Drivsystemet er skrudd fast på underflens av HEA300 bjelken

Max hastighet: 40m/min

Egenvekt totalt: 108kg

Installasjon, montering og vedlikehold av

elektrisk utstyr skal bare utføres av elektrikere.

Ved generelt vedlikehold av løpekatten eller drivsystemet skal hovedstrømbryteren skrus av.

VIII

2 - Bruk av maskinen

Les nøye gjennom punktene.

Det er viktig at kranen blir brukt på korrekt måte for å forhindre skader på mennesker og materiell.

2.1 - Tilsiktet bruk:

Kranen som er beskrevet i denne bruksanvisning er bare beregnet til

bruk der laster enten blir heist opp, firt ned eller transportert ved hjelp

av løpekatten og, eller ved å bevege selve kranen. Alt dette er ment å

utføres ved hjelp av elektriske motorer og ingen muskelkraft skal

brukes.

Laster som skal løftes skal ikke overstige den oppgitte verdien på

10000kg.

Transport av mennesker eller dyr er strengt forbudt.

Kranen er ment for innendørs bruk, og må ikke anvendes ute hvor den

er utsatt for vær og vind.

Kranen skal bare brukes av personell med de rette kurs og

kvalifikasjoner.

Kranen må regelmessig bli utsatt for inspeksjoner og vedlikeholdt i

henhold til planen for vedlikehold. Dette innebærer daglige, månedlige

og årlige rutinekontroller. Slitedeler må utskiftes før levetiden demmes

utløper.

IX

2.2 – Sikkerhet under bruk:

Advarsler:

Ikke dra laster langs bakken eller løft laster som står i en vinkel under

kranen.

Ikke prøv å dra løs laster som sitter fast.

Ikke la personer passere under opphengt last.

Ikke sving lasten unødvendig.

Ikke la lasten være opphengt uten tilsyn.

Ikke skad løftewiren ved å dra den over skarpe kanter.

Ikke la laster falle når det er slakk i løftewiren.

Påbud:

Bare bruk korrekt løfteutstyr i god stand.

Løft lasten forsiktig opp fra bakkenivå.

Sett lasten ned forsiktig.

Krav til kranoperatører:

Over 18 år.

God syn og hørsel.

Gjennomført korrekt krankurs for traverskran.

Personlig verneutstyr som må brukes:

Bruk tettsittende arbeidsklær i rett størrelse.

Bruk vernesko med stål-tå.

Hjelm er påbudt og skal brukes av alle personer som befinner seg i

nærheten av kranen.

Hansker når løftewiren skal håndteres.

X

3 - Montering av kranen

Siden kranen er tung og dermed vanskelig å håndtere med tanke på stabilitet,

anbefales det at mesteparten av montering blir gjort med delene liggende lavt over

bakken. For løft av konstruksjonsdelene anbefales det bruk av en gaffeltruck og

løftestropper for å sikre lasten.

Se på delelisten og #dele-nr på neste side i denne bruksanvisningen for å se

hvilken deler som brukes i sammensetningen.

1) Legg de to hulprofilene horisontalt på bakken, de må ligge parallelt og være

i en avstand av 5,25 meter ifra hverandre.

2) Løft I-Bjelken(#1) bort i posisjon, fest den til hulprofilen(#2) ved bruk av fire

skrue(#4), åtte skiver(#5) og fire muterer(#6). Bruk en skive under hvert

skruehode og under hver mutter. Bruk samme framgangsmåte for den

andre hulprofilen.

3) Fest løftestropper til i-bjelken for å forsikre at den ikke sklir av truckgaflene

under løftet. Løft så framparten av konstruksjonen sakte opp, sånn at den

vrir seg 90 grader og blir stående vertikalt rett over bakkenivå.

4) Plasser den så over h-bjelkene(#3), skru denne fast ved å bruke fire

skurer(#4), åtte skiver(#5) og fire mutterer(#6). Skru fast den andre h-

bjelken på samme måte

5) Skru fast de fire hjulene(#7) til undersiden av h-bjelken.

6) Plasser hele kranen oppå kranskinnene.

7) Monter de to motorene og girkassene på drivhjulene.

8) Sett opp et stillas på 4 meter, løft løpekatten opp i posisjon på I-bjelken og

monter den fast.

9) Ettersjekk alle skruene for rett tiltrekkingsmoment.

10) Utfør krantest etter gjeldende regler med overbelastning.

Bruk løftestropp for å sikre bjelkene under løft.

Utfør monteringen på et avlukket område.

Installasjon og tilkobling av elektrisk utstyr skal kun utførest av en elektriker.

XI

3.1 - Deleliste

TABELL OVER DELER

Delenr. Beskrivelse Antall 1 IPE Profil 1

2 RHS Profil 2

3 HEA Bjelke 2

4 M20 x 60- Skrue 16

5 Skive 32

6 M20- Mutter 16

7 Demag DRS 125 (Hjul) 4

Reservedeler:

Det er viktig og bruke korrekte reservedeler, ta kontakt med oss for en komplett liste og for

å bestille.

XII

4 - Vedlikehold og reparasjon

Vedlikehold.

For å forsikre at kranen er i sikker stand, utfør en periodisk kontroll hvor det blir

sjekket om noen deler er skadet, brutt av, rustne eller mangler.

Sjekk også regelmessig om noen av skruene er løse, og skru til med rett moment.

Kranbanen bør renholdes periodisk slik at den er fri for olje og rusk sånn at hjulene

ikke spinner. Sjekk også etter skader å se om kranbanen er parallell og ikke har

forskjøvet seg ut av posisjon.

Girkassene til løpekatten og drivsystemet er konstruert slik at oljeskift ikke er

nødvendig i løpet av deres levetid

Feilsøking.

Problem Løsning

Vibrering i konstruksjonen Ettersjekk boltene for tiltrekkingsmoment. Tilse at det er

skiver mellom skruene.

Ujevn gange når kranen

beveger seg

Sjekk om kranskinnene er beine

Løpekatten vil ikke løfte

lasten

Sjekk om lasten overstiger kapasiteten til løpekatten.

Installasjon, montering og vedlikehold av

elektrisk utstyr skal bare utføres av elektrikere.

Ved generelt vedlikehold av løpekatten eller drivsystemet skal hovedstrømbryteren skrus av.

XIII

5 - Teknisk data og dimensjoner

Teknisk spesifikasjon løpekatt: Se VEDLEGG D for resten Demag ropehoist - EU DR-Pro 10-10 4/1-6 Z-5/0.8-400-00-50 FEM / ISO klassifikasjon 2m

Maks. Kapasitet 10000 kg

Løftehøyde 6 m

Vekt 402 kg

Heisemotor ZBR 132 D 12/2

Drivspenning 400 V

Styrespenning 48 V

Frekvens 50 Hz

Overbygg IP 55

Hovedhastighet ved loft 5 m/min

Krypehastighet ved loft 0.8 m/min

12Innkoblingstid 40 % / 20 %

Nominell effect 8.9 kW / 1.4 kW

Nominell omdreiningshastighet 2870 minˉ¹ / 400 minˉ¹

Startstrøm 116 A / 15 A

Nominell strømstyrke 0 / 17.8 A

Start cos phi 0.85 / 0.68

Nominell cos phi 0.89 / 0.54

Brems B140

Løpekatt type EU

Flensbredde 220 mm

Løpekatt motor 1 / ZBF 71 A 8/2

Forflyttningshastighet min 5 m/min

Forflyttningshastighet max 20 m/min

Teknisk spesifikasjon drivsystem: VEDLEGG E for resten Number of poles 8 / 2 Cyclic duration factor 40 % / 40 % Motor power 0.2 kW / 0.8 kW Operating voltage (Y) 380 V / 400 V Line frequency 50 Hz Current (Y) 1.5 A / 2.3 A Rated speed 690 minˉ¹ / 2765 minˉ¹

Other data

Max. ambient temperature Geared motor 40 °C Rated torque 2.8 Nm / 2.8 Nm Brake torque 3.3 Nm Brake voltage 400 V (AC) / 180 V (DC) Duty factor fB 2.61 / 2.46 Output torque 78 Nm / 78 Nm Output speed 25 minˉ¹ / 99 minˉ¹ Input speed 2900 (2-pole with 50 Hz) minˉ¹ Wheel block size 125

XIV

6 - Samsvarerklæring

EF SAMSVARSERKLÆRINGEN

Produsent/Importør: Westcon Løfteteknikk Erklærer herved at Traverskranen med betegnelsen ”10T-4H6B” oppfyller de kravene som gjelder i de følgende direktiver og standarder:

Maskindirektivet: 2006/42/EC

XV

VEDLEGG B : FORSKRIFT OM MASKINER - 1.7.4.2

Bruksanvisningens innhold

Alle bruksanvisninger skal minst inneholde følgende relevante

opplysninger:

a) produsentens firmanavn og fulle adresse, eventuelt navn og adresse på

dennes representant

b) maskinens betegnelse slik det framgår av selve maskinen, unntatt

serienummeret (jf. nr. 1.7.3.)

c) EF-samsvarserklæringen eller et dokument som gjengir innholdet av EF-

samsvarserklæringen og maskinens kjennetegn, eventuelt uten

serienummeret og underskriften

d) en generell beskrivelse av maskinen

e) tegninger, diagrammer, beskrivelser og forklaringer som er nødvendige for

bruk, vedlikehold og reparasjon av maskinen og for å kontrollere om den

fungerer korrekt

f) en beskrivelse av den eller de arbeidsplasser hvor operatørene kan forvente

å oppholde seg

g) en beskrivelse av maskinens tilsiktede bruk

h) advarsler om måter som maskinen ikke må brukes på, men som erfaringen

viser kan forekomme

i) instruksjoner for montering, oppstilling og tilkobling, herunder tegninger,

diagrammer og festeinnretninger, og beskrivelse av den rammen eller

installasjonen som maskinen skal monteres på

j) instruksjoner om installasjon og montasje slik at støy og vibrasjoner kan

reduseres

k) instruksjoner for levering til bruk og bruk av maskinen og om nødvendig

instruksjoner for opplæring av operatørene

l) opplysninger om resterende risikoer som fortsatt består selv om tiltak for

sikker konstruksjon, beskyttelsesinnretninger og supplerende vernetiltak er

gjennomført

m) instruksjoner om vernetiltak som brukeren skal gjennomføre, herunder

eventuelt om personlig verneutstyr som skal stilles til rådighet

n) de viktigste kjennetegn for verktøy som kan monteres på maskinen

o) hvilke vilkår som må være oppfylt for at maskinen oppfyller kravet om

stabilitet under bruk, transport, montering, demontering når den er ute av

bruk, under prøving eller ved forutsigbart havari

p) instruksjoner for hvordan transport, håndtering og oppbevaring kan skje på

en sikker måte, ved at maskinens og dens forskjellige delenes masse er

angitt hvis maskinen og delene jevnlig skal transporteres hver for seg

q) fremgangsmåte ved uhell eller havari. Hvis blokkering kan skje, så skal det

fremgå hvordan maskinen kan settes i gang igjen på en sikker måte.

r) angivelse av hvilke justerings- og vedlikeholdsoperasjoner som skal utføres

av brukeren, samt hvilke forebyggende vedlikeholdstiltak som skal

XVI

overholdes

s) instruksjoner om hvordan justering og vedlikehold kan utføres på en sikker

måte, herunder hvilke beskyttelsestiltak som skal gjennomføres under slike

operasjoner

t) spesifikasjoner for reservedeler som skal brukes dersom disse kan påvirke

operatørenes sikkerhet og helse

u) opplysninger om luftbåren støy som beskrevet under:

- energiekvivalent A-veid lydtrykknivå på arbeidsplassen dersom det

overstiger 70 dB(A). Dersom nivået ikke overstiger 70 dB(A), skal det

fremgå.

- toppverdien av C-veid lydtrykk på arbeidsplassen dersom det overstiger

63 Pa, målt med instrumentinnstilling « PEAK » (130 dB med

referanseverdi 20 mikro μ Pa)

- lydeffektnivået fra maskiner dersom det energiekvivalente A-veide

lydtrykknivået på operatørplasser overstiger 85 dB(A).

Disse verdiene skal enten være reelt målt på den aktuelle maskinen,

eller så skal det fastsettes en verdi på grunnlag av målinger foretatt på en

nøyaktig lik maskin. For meget store maskiner kan energiekvivalent

lydtrykknivå på nærmere angitte steder rundt maskiner angis istedenfor

lydeffektnivå.

Hvis harmoniserte standarder ikke er brukt, skal lydnivåene måles ved

hjelp av anerkjente målemetoder som egner seg best for maskinen. Når det

er oppgitt støyverdier, skal usikkerheten ved beregningen av verdiene

spesifiseres.

Når arbeidsplassen ikke er bestemt eller ikke kan bestemmes, skal det

A-vektede lydtrykknivået måles på 1,0 meters avstand fra maskinens

overflate i en høyde på 1,6 meter over gulvet eller arbeidsplattformen.

Stedet for og verdien av det høyeste lydtrykknivået skal være oppgitt.

Dersom andre direktiver gjennomført i norsk rett fastsetter andre krav

for å måle lydtrykknivåer eller lydeffektnivåer, gjelder disse reglene i stedet

for bestemmelsene i bokstav u.

v) når en maskin kan slippe ut ikke-ioniserende stråling som skader personer,

særlig når personer med aktivert eller ikke-aktivert implanterbart medisinsk

utstyr, opplysninger om den strålingen som avgis til operatøren og utsatte

personer.

XVII

VEDLEGG C : STAAD.PRO GLOBAL ANALYSE INPUT LASTTILFELLE 1 STAAD SPACE

START JOB INFORMATION

ENGINEER DATE 08-Nov-13

END JOB INFORMATION

INPUT WIDTH 79

UNIT METER KN

JOINT COORDINATES

1 0 0 0; 2 0 4.445 0; 3 5.552 4.445 0; 4 5.552 0 0; 5 0 0 -1; 6 0 0 1;

7 5.552 0 -1; 8 5.552 0 1;

MEMBER INCIDENCES

1 1 2; 2 2 3; 3 3 4; 4 5 1; 5 1 6; 6 4 7; 7 4 8;

DEFINE MATERIAL START

ISOTROPIC STEEL

E 2.05e+008

POISSON 0.3

DENSITY 76.8195

ALPHA 1.2e-005

DAMP 0.03

END DEFINE MATERIAL

MEMBER PROPERTY EUROPEAN

4 TO 7 TABLE ST HE300A

2 TABLE ST IPE600

1 3 TABLE ST TUB30020010

CONSTANTS

MATERIAL STEEL ALL

SUPPORTS

6 8 PINNED

5 7 FIXED BUT FZ MX

MEMBER OFFSET

2 START -0.224 0 0

2 END 0.224 0 0

3 START 0 -0.3 0

1 END 0 -0.3 0

1 START 0 0.145 0

3 END 0 0.145 0

LOAD 1 LOADTYPE Dead TITLE EGENVEKT

SELFWEIGHT Y -1

LOAD 2 LOADTYPE Dead TITLE NYTTELAST

MEMBER LOAD

2 CON GY -98.1 3

LOAD 3 LOADTYPE Dead TITLE EGENVEKT LØPEKATT

MEMBER LOAD

2 CON GY -3.944 3

LOAD 4 LOADTYPE Dead TITLE TRAVERS AKSELERASJON

JOINT LOAD

5 7 FZ 1.52

LOAD 5 LOADTYPE Dead TITLE LØPEKATT AKSELERASJON

MEMBER LOAD

2 CON GX 1.56 3

LOAD 6 LOADTYPE None TITLE TREGHETSKRAFT FRA NYTTELAST

MEMBER LOAD

2 CON GZ -2.5 3

LOAD 7 LOADTYPE Dead TITLE TREGHETSKRAFT FRA TRAVERS

SELFWEIGHT Z -0.0254

LOAD COMB 8 COMBINATION LOAD CASE 8

1 1.06 2 1.216 3 1.06 4 1.06 5 1.06 6 1.06 7 1.06

PERFORM ANALYSIS PRINT ALL

PARAMETER 1

CODE EC3

BEAM 2 ALL

TRACK 2 ALL

PARAMETER 2

CODE EC3

XVIII

VEDLEGG D : DETALJERT INFORMASJON LØPEKATT

Oversikt

Demag ropehoist - EU DR-Pro 10-10 4/1-6 Z-5/0.8-400-00-50 Kilde: http://www.demag-designer.com

Parameters—

10t, Einschienen Unterflantzkatze, Lifting height = 6m, Flange Width = 220mm

Basic product Trolley EU

Rope hoists DR-Pro

Size 10

Load capacity 10000 kg

Reeving 4/1

Lifting height 6 m

Hoisting (50 Hz) 5/0.8 m/min

Operating voltage 400 V

Technical data FEM / ISO classification 2m

Maximum capacity 10000 kg

Lifting height 6 m

Weight 402 kg

Hoist motor ZBR 132 D 12/2

Operating voltage 400 V

Control voltage 48 V

Frequency 50 Hz

Enclosure IP 55

Main lifting speed 5 m/min

Creep lifting speed 0.8 m/min

Cyclic duration factor 40 % / 20 %

Rated output 8.9 kW / 1.4 kW

Rated speed 2870 minˉ¹ / 400 minˉ¹

Starting current 116 A / 15 A

Rated current 0 / 17.8 A

Starting cos phi 0.85 / 0.68

Rated cos phi 0.89 / 0.54

Brake B140

Trolley EU

Flange width 220 mm

Travel motor 1 / ZBF 71 A 8/2

Travel speed min 5 m/min

Travel speed max 20 m/min

XIX

Bilde over er hentet fra (20373244_EN_DE.pdf) side 3

Detaljert informasjon av løpekatt(VEDLEGG-D)—

Tegning:

Kilde : http://www.demag-

doku.de/DDS/servlet/com.demagcranes.dds.getPDF/20373244_EN_DE.pdf (Krever

innlogging)

XX

Detaljert informasjon av løpekatt(VEDLEGG-D)—

Dimensjoner:

Kilde : http://www.demag-

doku.de/DDS/servlet/com.demagcranes.dds.getPDF/20373244_EN_DE.pdf (Krever

innlogging)

XXI

VEDLEGG E : DRIVSYSTEM MED HJUL, MOTORER, GIR

Demag 4-wheel trolley: DRS 125 - AME 20 DD - ZBF 90 B 8/2 Kilde: http://www.demag-drivedesigner.com (bilder og informasjon under er hentet herfra)

Parameters—

Load capacity = 15000kg, Main travel = 40m/min, Creep travel 10m/min, Average daily operating time = 2h, Load spectrum = Load spectrum 2 (medium) 0.50 < k < = 0.63, max ambient temperature = 40 Celsius, Travel wheel material = Spheroidal-graphite cast iron GGG 70 (GJS-700-2), Rail type = Flat rail DIN 1017, Rail = 100x60, Rail Material ST 70/E360 Drivsystemet består av 4 hjul og 2 motorer med en totalvekt på 108kg

Geared motor 1.1 AME 20 DD-M0-35-1-28 ZBF 90 B 8/2 B020

Wheel 1.1 DRS-125-A35-A-47-K-X-A20 Geared motor 1.2 AME 20 DD-M0-35-1-28 ZBF 90 B 8/2 B020 Wheel 1.2 DRS-125-A35-A-47-K-X-A20 Wheel 2.1 DRS-125-NA-A-47-K-X-X Wheel 2.2 DRS-125-NA-A-47-K-X-X

Informasjon om Gir og motor-- Geared motor 1.1 + 1.2: AME 20 DD-M0-35-1-28 ZBF 90 B 8/2 B020

Basic product Gearbox type A - Offset gearbox

Housing type M - Torque bracket

Output shaft type E - Solid shaft with splines, cover

side Gearbox size 20

Number of stages D - two-stage Input type D - Direct drive input Model code M0 Output shaft code 35 Terminal box position 1 - right Transmission ratio 28 Motor type Z cylindrical-rotor motor Motor design B - with brake Motor application F - Travel motor Motor frame size 90 Rating class B

Number of poles 8/2

Brake B020

XXII

Technical data Stamped data Motor

Number of poles 8 / 2 Cyclic duration factor 40 % / 40 % Motor power 0.2 kW / 0.8 kW Operating voltage (Y) 380 V / 400 V Line frequency 50 Hz Current (Y) 1.5 A / 2.3 A Rated speed 690 minˉ¹ / 2765 minˉ¹

Other data

Max. ambient temperature Geared motor 40 °C Rated torque 2.8 Nm / 2.8 Nm Brake torque 3.3 Nm Brake voltage 400 V (AC) / 180 V (DC) Duty factor fB 2.61 / 2.46 Output torque 78 Nm / 78 Nm Output speed 25 minˉ¹ / 99 minˉ¹ Input speed 2900 (2-pole with 50 Hz) minˉ¹ Wheel block size 125

Informasjon om Drivhjul (DRS-125-A35-A-47-K-X-A20) og hjul DRS-125-NA-A-47-K-X-

Basic product Wheel block DRS

Size 125 Basic type A 35 (For Bakhjul = NA) Travel wheel type A - flange on both sides, GGG Travel wheel tread 47 mm Connecting variant K - Top connection Roller guide assembly X - with no guide roller assembly

Gearbox fitting A20 (For Bakhjul = X - without geared motor)

Technical data Travel wheel diameter 125 mm Travel wheel material Spheroidal-graphite cast iron GGG 70 (GJS-700-2) Group of mechanisms 1Bm / M3 Ambient temperature -20 .. +40 °C

max. wheel load per wheel 5000 kg / for sufficiently useful rail head width

XXIII

Informasjon om drivhjul – Tegninger

Kilde: 20335244 DRS Catalog 2007.pdf

XXIV

Kilde: 20335244 DRS Catalog 2007.pdf I dette tilfelle blir det valgt ”Top Connection”, Dvs at Hjulet festes under hea bjelken. Som det fremgår av bildet er det også andre tilfestningsmuligheter.

Kilde: 20872444_090330 Demag wheels.pdf

XXV

VEDLEGG F : STÅLPROFIL OG KRANSKINNE DATA

Ipe 600 - S355 Rhs 300x200x10 - S355

Bilde over er ifra: http://www.merle.es/perfiles-IPE600.html

h = 300mm, b = 200mm,tw = 10mm Ix = 11819cm4 , Iy = 6278cm4 A = 94.9cm2 , M = 74.5 kg/m R1 = 10mm , R2 = 15mm

Ipe 600 profil -> http://produktkatalog.norskstaal.no/Pages/Category.aspx?cat=Org0200&Category=po303010

Rhs 300x200x10 -> http://produktkatalog.norskstaal.no/Pages/Category.aspx?cat=Org0200&Category=po304010

Detaljert informasjon av HEA 300 Bjelke - S355 Dimensjoner Treghetsmoment Section

Modulus

H B Tw Tf Radius Area Weight Ix Iy Wx Wy 290mm 300mm 8.5mm 14mm 27mm 112cm2 88.3kg/m 18260

cm4 6310 cm4

1260 Cm3

421 Cm3

Detaljert informasjon av Kranskinne Rail material St70/E360 Rail type Flat rail DIN 1017 Rail size 100x60mm

XXVI

VEDLEGG G : STAAD.PRO OUTPUT – FOR DEL 1

G1 – Staad.pro output – Ipe profil

Rådata/Output file ifra staad.pro Manuell verdi

SECTION PROPERTIES (units - cm)

Member Length = 600.00

Gross Area = 156.00 Net Area = 156.00 15600mm2(fra tabell)

z-axis y-axis

Moment of inertia : 92080.016 3387.000

Plastic modulus : 3512.000 486.000

Elastic modulus : 3069.334 307.909

Shear Area : 55.732 83.800 8380mm2

Radius of gyration : 24.295 4.660

Effective Length : 600.000 600.000

Kapasiteter:

z-axis y-axis

Slenderness ratio (KL/r) : 24.7 128.8

Compression Capacity : 4893.6 1420.4

Tension Capacity : 5034.5 5034.5

Moment Capacity : 1133.4 156.8 1187,6 kNm

Reduced Moment Capacity : 1133.4 156.8

Shear Capacity : 1038.4 1561.4 1635771 N

BUCKLING CALCULATIONS (units - kN,m)

Lateral Torsional Buckling Moment MB = 599.0 -Ikke utregnet-

co-efficients C1 & K : C1 =1.132 K =1.0, Effective Length= 6.000

Utnyttelsegrader(kN,m):

CLAUSE RATIO LOAD FX VY VZ MZ

MY

EC-5.4.5.1 0.164 2 0.0 61.9 0.0 -185.6 0.0 0.1534

EC-5.4.6-(Y) 0.040 2 0.0 61.9 0.0 0.0 0.0 0.0757

EC-5.5.2 LTB 0.310 2 0.0 61.9 0.0 -185.6 0.0 Forenklet sjekk = Ok

XXVII

G2 – Staad.pro output - RHS profil

Rådata/Output file ifra staad.pro Manuell verdi

SECTION PROPERTIES (units - cm)

Member Length = 400.00

Gross Area = 95.50 Net Area = 95.50 9490mm2 (fra tabell)

z-axis y-axis

Moment of inertia : 11900.002 6330.000

Plastic modulus : 972.000 894.000

Elastic modulus : 793.333 633.000

Shear Area : 40.000 60.000

Radius of gyration : 11.163 8.141

Effective Length : 400.000 400.000

Kapasiteter:

DESIGN DATA (units - kN,m) EUROCODE NO.3 /1989

Section Class : CLASS 2 Klasse 2

Squash Load : 3390.25

Axial force/Squash load : 0.038

z-axis y-axis

Slenderness ratio (KL/r) : 35.8 49.1

Compression Capacity : 2877.5 2690.3 2800 kN

Tension Capacity : 3082.0 3082.0

Moment Capacity : 313.7 288.5

Reduced Moment Capacity : 313.7 288.5

Shear Capacity : 711.8 1067.7

BUCKLING CALCULATIONS (units - kN,m)

Lateral Torsional Buckling Moment MB = 313.7 co-efficients C1 & K : C1 =1.132 K =1.0, Effective Length= 4.000

Utnyttelsegrader(kN,m): CLAUSE RATIO LOAD FX VY VZ MZ MY

EC-5.4.4 (C) 0.047 2 127.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0,0456

XXVIII

G3 – Staad.pro output -HEA BJELKE

Rådata/Output file ifra staad.pro Manuell verdi

SECTION PROPERTIES (units - cm)

Member Length = 200.00

Gross Area = 113.00 Net Area = 113.00 112cm2(fra tabell)

z-axis y-axis

Moment of inertia : 18260.002 6310.000

Plastic modulus : 1383.000 641.000

Elastic modulus : 1259.310 420.667

Shear Area : 55.999 37.750 3675mm2

Radius of gyration : 12.712 7.473

Effective Length : 200.000 200.000

Kapasiteter:

DESIGN DATA (units - kN,m) EUROCODE NO.3 /1989

Section Class : CLASS 3 Klasse 1 ??

z-axis y-axis

Slenderness ratio (KL/r) : 15.7 26.8

Compression Capacity : 3639.1 3367.1

Tension Capacity : 3646.8 3646.8

Moment Capacity : 406.4 135.8 426000 Nm

Reduced Moment Capacity : 406.4 135.8

Shear Capacity : 1043.4 703.4 717417 N

BUCKLING CALCULATIONS (units - kN,m)

Lateral Torsional Buckling Moment MB = 398.4 -Ikke utregnet- co-efficients C1 & K : C1 =1.132 K =1.0, Effective Length= 2.000

CRITICAL LOADS FOR EACH CLAUSE CHECK (units- kN,m): Utnyttelsegrader(kN,m):

CLAUSE RATIO LOAD FX VY VZ MZ MY

EC-5.4.5.1 0.161 2 0.0 65.3 0.0 -65.3 0.0 0,1533(Moment.Kap)

EC-5.4.6-(Y) 0.093 2 0.0 65.3 0.0 0.0 0.0 0,18216(Skjær.kap)

EC-5.5.2 LTB 0.164 2 0.0 65.3 0.0 -65.3 0.0 Forenklet sjekk = Ok