Kandidat+nr 4 prcent-2_c+dimensjonering+av+traverskran

Dimensjonering av traverskran

Bacheloroppgave utført ved Høgskolen Stord/Haugesund – Avd. for ingeniørfag
Studieretning:
Energi- og Prosessteknikk
Kandidat nr:

Utført av
Haugesund

4

Erlend Selland

- 2013

0

Høgskolen Stord/Haugesund
Studie for ingeniørfag
Bjørnsonsgt. 45
5528 HAUGESUND
Tlf. nr.
52 70 26 00
Faks nr.
52 70 26 01

Oppgavens tittel

Rapportnummer

Dimensjonering av traverskran for 10-tonns kapasitet.

(Fylles ikke ut)

Utført av

Erlend Selland
Linje

Studieretning

Maskin
Gradering

Energi- og Prosessteknikk
Innlevert dato

Åpen

Veiledere
Runald Meyer og Rolf Wiksnes

29.nov -2013

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.

2

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
i

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
ii

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

iii

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.

iv

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

1

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-31-1 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.

2

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.

3

0.4 – Symbolliste

Symbol
M
F
M
SG
SL
SH
Ψ
VL
A
H
B
R
Tw
Tf
Fy
Av
Ved
Vpl,Rd
Med
MC,Rd
Wpl
E
I
I
LCR

Ned
Nb.Rd
Nc.Rd
Κ

Forklaring
Masse
Kraft
Faktoren M
Egenvekt
Nyttelast
Last fra horisontale bevegelser
Dynamisk faktor for løft av nyttelast
Løftehastighet for løpekatt
Areal
Høyde
Bredde
Radius
Tykkelse på steg
Tykkelse på flens
Flytgrense
Skjærareal
Dimensjonerende skjærkraft
Plastiske skjærkapasitet
Dimensjonerende moment
Momentkapasitet
Plastisk tverrsnittsmodul
Elastitetsmodul
Arealtreghetsmoment
Treghetsradius √(I/A)
Knekklengde til stav
Aksialkraft
Knekkapasitet
Trykkapasitet
Korreksjonsfaktor for knekking
Elastisk nedbøyning

4

Enhet
kg
N
N
N
N
m/s
mm2
mm
mm
mm
mm
mm
N/mm2
mm2
N
N
Nm
Nm
mm3
mPa
mm4
mm
mm
N
N
N
mm

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
A
Uregelmessig drift fulgt av lange hvileperioder
B
Regelmessig drift med periodevis belastning
C
Regelmessig drift med intensiv belastning
D
Intensiv, høy belastning, feks ved mer enn ett skift

Antall lastcykler
6,3 * 104
2 * 105
6,3 * 105
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
0
Kran som unntaksvis løfter tillatt arbeidslast, og som
(svært lett)
normalt løfter små laster
1
Kran som sjelden løfter tillatt arbeidslast, og som
(lett)
normalt løfter laster på omkring 1/3 av maksimal
last.
2
Kran som ofte løfter tillatt arbeidslast, og som
(moderat)
normalt løfter laster mellom 1/3 og 2/3 av
maksimal last.
3
Kran som regelmessig løfter last opp mot tillatt
(tung)
arbeidslast.

5

Kurve etter Fig F-1.121
P=0
P= 1/3

P= 2/3

P=1

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
Bruksklasse og antall last- eller spenningscykler for komponenten
spenningstilstand for
A
C
D
B
komponenter
6,3*104
6,3*105
2*106
2*105
0 (svært lett) p=0
1
2
3
4
1 (lett) p=1/3
2
3
4
5
3
5
6
2 (moderat) p =2/3
4
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
M
1
1
1

6

Krangr. 4
1.06

Krangr. 5
1,12

Krangr. 6
1,20

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
V0,25
≤0,5
V0,5
>0,5 og ≤1
V1
>1 og ≤2
V2
>2 og ≤4
V3
>4 og ≤8
V4
>8 og ≤16
V5
>16

7

Total teoretisk levetid
≤800
1600
3200
6300
12500
25000
50000

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
1
(p = 0)
2
(p=1/3)
3
(p=2/3)

Maskinerier eller komponenter sjelden utsatt for
maksimal belastning og vanligvis utsatt for
relativt lave belastninger.
Maskinerier eller komponenter utsatt for
lave, midlere og høye belastninger med lik
fordeling.
Maskinerier eller komponenter som for det
meste utsettes for belastninger opp mot det
maksimale.

Kubisk middelverdi –
K
0,53

0,67

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
V3
V1
V2
1
1Bm
1Bm
1Bm
1Am
2M
1Bm
1Bm
3M
2
1Am
2M
3
1Bm
1Am
2M
3M
4M

8

V4
3M
4M
5M

V5
4M
5M
5M

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.

9

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.demagdesigner.com)
Basic Product
Trolley
Rope hoists
Size
Load capacity
Reeving
Lifting height
Hoisting (50 Hz)

EU
DR-Pro
10
10000 kg
4/1
6m
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.
10

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)

11

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:

B
D
PL
c1
c2
P midl- I, II

Forklaring av kapasitetsformlen for hjulet:
skinnebredden i mm
hjulets diameter i mm
tillatt flatetrykk i N/mm^2, avhengig av hjulets materiale
faktor avhengig av hjulets omdreiningshastighet
faktor avhengig av maskingruppe
Midlere hjullast i N for lasttilfelle 1 og 2

12

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
112
100
Det velges å runde opp i tabellen og da er verdien: c1 = 0,79

c1
0,79
0,82

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
1Bm – 1Am
2m
3m
4m – 5m
Her finner vi lett verdien, som er c2 = 1,12

c2
1,12
1
0,9
0,8

13

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
σR > 490
σR > 588
σR > 686
σR > 785

PL i N/mm2
4,90
5,49
6,37
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

14

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.

15

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)

16

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

17

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
10000kg*9.81 = 98100 N

δ=

L
6 meter
(

E
205000 mPa

Iy(ifra Fig 2.8)
92091 cm4

)

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.

18

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 IProfilen.
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 HBjelken 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.

19

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

20

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
4 x DIN EN ISO 4018 (Skrue)
8 x ISO 7089 (Skiver)
4 x ISO 4034 (Mutter)

Dimensjoner
M20x60
20 -120 HV
M20

Sammenkoblingen vil da bli seende slik ut.
Fig 2.11 – Sammenkobling IPE/RHS - (Skjermdump Autodesk Inventor)

21

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)

22

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)

a1

a2

DRS 125 – Dimensjoner(mm)
a4
d5
h1

220

170

55(+4, -7)

M12

147,5

h2

c1

53,5

98

Se vedlegg E, for komplette dimensjoner.

23

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 hjulkatalogen 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)

24

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

25

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
Kg/m
Antall meter
Vekt

Ipe 600
122,5
6 meter
735 kg

Rhs 300x200x10
74,5
2 x 4 meter
596 kg

Hea 300
83,2
2 x 2 meter
322,8 kg

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

Egenvekt av maskineri
Maskineri
Vekt pr.stk
Antall
Vekt

Demag ropehoist
(Løpekatt)

Drs 125
(Hjul)

ZBF 90 B 8/2 (el-motor) +
B020 (brems)

402 kg
9,9kg
1
4
402 kg
39,6 kg
Totalvekt = 402kg+39,6kg+57,2kg =498,8 kg

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

26

28.2 kg
2
57,2 kg

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
Modellnummer
Oppgitt løftehastighet i m/min
Løftehastighet i m/sek

Demag Ropehoist (elektrisk løpekatt)
EU DR-Pro 10-10 4/1-6 Z-5/0.8-400-00-50
5 meter/min
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,

27

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
Meter per min
Meter per sekund

Løpekatt
20 meter/min
0.33 m/s

28

Traverskran
40 meter/min
0.66 m/s

Tabell for akselerasjon
Tabell T-1.2311, Akselerasjonstid og akselerasjon – (Side 14 Ns 5514)
a
b
Lav og moderat hastighet
med stor kjørelengde
Hastighet
m/s

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

Akselerasjo
nstid
s

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

Akselerasjon
m/s

2

Moderat og høy
hastighet(normal
akselerasjon)
Akselerasjon
s-tid
s

Akselerasjon

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

0,22
0,19
0,15
0,12
0,098
0,078
0,064

m/s

c

Høy hastighet og stor
akselerasjon

2

Akselerasjon
s-tid
s

Akselerasjon

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

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

m/s

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
Egenvekt Totalt
Nyttelast

402 kg
2162,6 kg
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

29

2

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/s2= 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/s2= 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
3040,7 N
Horisontalbevegelse av travers
1560,3 N
Horisontalbevegelse av løpekatt
10000N*1.15= 11500 N
Vertikalbevegelse av nyttelast
Lastposisjoner som kan oppstå
1.
2.
3.
4.

Grafisk framstilling

Last i midten og nede
Last i midten og oppe
Last til siden og nede
Last til siden og oppe

Mest uheldige kombinasjoner:
 Alle dynamiske krefter samtidig + last i midten
 Alle dynamiske krefter samtidig + last til siden

30

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

31

4 - KAPASITET AV PROFILER (Håndberegninger/Lasttilfelle 1)
Fig 4.1 – Modell av strukturen med nummerering av elementene

Element
#1
#2
#3
#4
#5

Lengde

Stålprofil

Funksjonskrav

6 meter
4 meter
4 meter
2 meter
2 meter

IPE 600
RHS 300x200x10
RHS 300x200x10
HEA 300
HEA 300

Motstå bøyemoment/vipping/skjær
Motstå knekking/aksialkrefter
Motstå knekking/aksialkrefter

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
SG
Ψ
SL
M(SG + ψ SL)
I newton
Faktoren M
Løpekatt
Dynamisk Faktor
Nyttelast
1,06
402 kg
1,15
10000 kg
12616 kg
123764 N

32

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

F = 123764 N

∑Fx = 0
Fa – F + Fb = 0
Fa = Fb – F
Fa = 123764N-61882N= 61882N
Skjærdiagram
Størst skjærkraft i midten:
Vi tegner opp et skjærdiagram for å framheve
at skjærkraften blir størst i midten. Ved
bjelkenende blir skjærkraften ½ * F.

Størsts moment i midten:

Momentfordeling

Bøyemoment blir i midten av bjelken:
MED = Fa*3meter
MED= 61882 N* 3 meter = 185646 Nm
MED = 185,56 KNm

33

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)

fy
A
355
156
N/mm2 cm2

B
220
mm

Ipe 600 tverrsnittsverdier
H
Tw
tf
R
600
12
19
24
mm
mm
mm
mm

Wpl.y
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” –(Ec3-11 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/mm2/(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)

34

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:
Section class - Ipe 600
Under pure
Compression

Under pure
bending, My

Under pure
bending, Mz

4

1

1

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
MC,Rd = Mel,Rd=W elfy/ γM0 for tverrsnittsklasse 3
MC,Rd = Mefffy/γM0 for tverrsnittsklasse 4

X

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 = W plfy/ γM0 = (3512.7*103 mm3 * 355 Mpa)/1,05 = 1187,6 kNm
MED = 185,56 KNm
MED/ MC,RD = 0.1566 – Denne er ok

35

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.

h
600mm

Dimensjoner, stålsort og materialfaktor for Ipe 600
B
tw
tf
Fy
εy
E
220mm
12mm
19mm 355mpa
0.814
2.1*105

γM1
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!

36

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

H

B

t

300mm

200mm

10mm

Rhs 300x200x10
A
Fy
εy
94.9cm2

355Mpa

37

0.814

γM1

iy

iz

NEd

1,05

11.2cm

8.13cm

127,6
kN

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

Varmvalset

Alle

Kaldformet

Hultverrsnitt

S 235
S 275
S 355
S 420
a

Alle

S 460

c

c

a0

Vi har en varmvalset hulprofil med stålkvalitet s355, vi har da knekkurve = a
Imperfeksjonsfaktor - (Ec3-1-1 - Tabell 6.2)
Knekkurve
a0
a
Imperfeksjonsfaktor
0,13
0,21
α
Fra tabellen finner vi: α = 0,21

B
0,34

c
0,49

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

38

X

d
0,76

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)+ λz2) = ½ (1+0,21(0,6437-0,2)+0,64372) = 0,7538
Reduksjonsfaktor (ϰz):
ϰz = 1/ ((Φz+ √ (Φz2- 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)+ λy2) = ½ (1+0,21(0.4681-0,2)+ 0.46812) = 0,6377
Reduksjonsfaktor (ϰy):
ϰy = 1/ ((Φy+ √ (Φy2- 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.
Nb.Rd = ϰ*(Aefffy/ γM1) for tverrsnittsklasse 4.

X

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
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!

39

X

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

H

B

tw

Tf

290mm

300mm

8.5mm

14mm

Hea 300
A
fy
112cm

2

355mpa

εy

E

0.814

2.1*10

5

γM0

Wpl.y

1,05

1260*10 mm

3

Dimensjonerende Laster - (Lastsituasjon = Last til siden)
Totallast på profil #4
Løpekatt +
123764 N
nyttelast
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” –(Ec3-11 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)

40

3

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=W plfy/ γM0 for tverrsnittsklasse 1 og 2
MC,Rd = Mel,Rd=W elfy/ γM0 for tverrsnittsklasse 3
MC,Rd = Mefffy/γM0 for tverrsnittsklasse 4

X

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!

41

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.

42

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
600cm
Lengde(Lcr)
156 cm
Areal
83.800 cm (y-akse)
Skjærareal
1133.4 kNm
Momentkapasitet
1561.4 kN(y-akse)
Skjærkapasitet

Manuell verdi
600cm
15600mm2(fra tabell)
8380 mm2(fra utregning)
1187,6 kNm
1635771 N

Utnyttelsegrader(kN,m):
 CLAUSE
RATIO LOAD FX VY
VZ
MZ
MY1
 EC-5.4.5.1 0.164 2 0.0 61.9 0.0 -185.6 0.0
 EC-5.4.6-(Y) 0.040 2 0.0 61.9 0.0 0.0 0.0
 EC-5.5.2 LTB 0.310 2 0.0 61.9 0.0 -185.6 0.0

Manuelt
0.1534(Moment)
0.0757(Skjær)
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)

43

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.

Staad.pro verdi
400cm
Lengde(Lcr)
95.5 cm
Areal
Klasse 2
Tverrsnittsklasse
2690.3 kNm
Knekkapasitet
 CLAUSE
RATIO LOAD FX VY
MY


EC-5.4.4 (C) 0.047

2 127.6

0.0

0.0

Manuell verdi
400cm
9490mm2(fra tabell)
Klasse 2(fra utregning)
2800 kNm(fra utregning)
VZ
0.0

MZ
0.0

Manuelt
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.

44

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.

Staad.pro verdi
Manuell verdi
200cm
200cm
Lengde(Lcr)
113 cm
112cm2(fra tabell)
Areal
Skjærareal
37.750 (y-akse)
3675mm2 (fra utregning)
Klasse 3
Klasse 1(fra utregning)
Tverrsnittsklasse
406,4 kNm
426 kNm(fra utregning)
Momentkapasitet
703,4 kN(y-akse)
717,358 kN(fra utregning)
Skjærkapasitet
Manuelt
 CLAUSE
RATIO LOAD FX VY
VZ
MZ
MY
0,1533(Moment.Kap)
 EC-5.4.5.1 0.161 2 0.0 65.3 0.0 -65.3 0.0
0,18216(Skjær.kap)
 EC-5.4.6-(Y) 0.093 2 0.0 65.3 0.0 0.0 0.0
2
Forenklet Sjekk=
 EC-5.5.2 LTB 0.164 2 0.0 65.3 0.0 -65.3 0.0
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.

45

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
1
1
2
2
3
3

I (x,y,z) retning
1 START 0 0.145 0
1 END 0 -0.3 0
2 START -0.224 0 0
2 END 0.224 0 0
3 START 0 -0.3 0
3 END 0 0.145 0

46

Tverrsnittene blir definert til
REF
1
2
3

SECTION
HEA300A
IPE600
TUB30020010

MATERIAL
STEEL
STEEL
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.
Fixed But, Release FX,FY,MY,MZ
Node 5
Node 7

Pinned
Node 8
Node 6

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
Nyttelast(SL)
Egenvekt av løpekatt(SGL)
Akselerasjon av løpekatt(SHL)
Total egenvekt av travers(SGTot)
Akselerasjon av travers(SHTotalt)
Treghetskraft fra nyttelast ved
akselerasjon av travers

Verdi
F = 10000kg*9,81 = 98,1 kN
F = 402kg*9,81 m/s2 = 3944 N
F = (402kg +10000kg) * 0,15 m/s2 = 1560,3 N
F = 2162kg*9,81 m/s2 = 21209 N
F = (2162kg+10000kg) * 0,25 m/s2 = 3040,7 N
F = 10000kg*0,25 m/s2=2500 N

47

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
Last 2 – Nyttelast

Egenvekt av stålprofilene
Konsentrer last påført ved 3 meter på IPE
600 bjelken. Virker i negativ y-retning.
En konsentrert last påført ved 3 meter på
ipe 600 bjelken. Virker i negativ y-retning.
Nodelast påført ved N.5 og N.7, virker i
positiv z-retning.
Konsentrert kast påført ved 3 meter på ipe
600 bjelken. Virker i positiv x-retning
Treghetskraft som virker på nyttelasten
når kranen akselerer. Virker i negativ Zretning ved 3 meter på IPE 600 bjelken.
Treghetskraft som virker på egenvekten
av hovedstrukturen. Virker i negativ Z
retning
M(Last 1)+M(ψ * Last 2) + M(Last 3 +
Last 4 + Last 5+Last 6+Last 7)

SELFWEIGHT Y -1
CON GY -98.1 3 kN,m

Last 3 - Egenvekt av
løpekatt
Last 4 - Travers
akselerasjon
Last 5 - Løpekatt
akselerasjon
Last 6 – Treghetskraft ifra
nyttelast
Last 7 – Treghetskraft ifra
egenvekten av travers
Last 8 - Lastkombinasjon

CON GY -3.944 3 kN,m
FZ 1.52 kN,m
CON GX 1.56 3 kN,m
CON GZ -2.5 3 kN,m

SELFWEIGHT Z -0.0254

-Ingen verdi-

Staad.pro – Postprocessing output - (Last i midten på kranbroen)
Tabell for utnyttelsegrader:

Grafisk framstilling av utnyttelsegrader:

48

Reaksjonskrefter i nodene:

Sammenligning med tidligere resultatet
Forenklet staad analyse(Del 1)
Ipe 600
Rhs 300x200x10
Hea 300

EC-5.5.2 LTB 0.310
(Last i midten)
EC-5.4.4 (C) 0.047
(Last til siden)
EC-5.5.2 LTB 0.164
(Last til siden)

Global staad analyse
Lastilfelle 1 – Last i midten
EC-5.5.2 LTB 0.283
EC-5.4.4 (C) 0.096
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.

49

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)


Sammenligning med tidligere resultatet
Forenklet staad analyse(Del 1)
Ipe 600
Rhs 300x200x10
Hea 300

EC-5.5.2 LTB 0.310
(Last i midten)
EC-5.4.4 (C) 0.047
(Last til siden)
EC-5.5.2 LTB 0.164
(Last til siden)

Reaksjonskrefter i nodene:

Global staad analyse
Lastilfelle 1 – Last til siden
EC-5.5.6-(Y) 0.0796
EC-5.4.4 0.082
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. Hbjelken derimot virker å ha ganske samsvarende utnyttelsesgrad.

50

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
Last 2 – Nyttelast

Egenvekt av stålprofilene
Konsentrer last påført ved 3 meter på IPE 600
bjelken i negativ y-retning.
En konsentrert last påført ved 3 meter på ipe
600 bjelken. Virker i negativ y-retning.
Last 1+(1,4* Last 2) +
(Last 3 + Last 4 + Last 5)

SELFWEIGHT Y -1
CON GY 3 -98.1 kN

Last 3 - Egenvekt av
løpekatt
Last 6 - Lastkombinasjon

CON GY 3 -3.944
kN
-Ingen verdi-

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


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.
51

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.

52

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)

I

VEDLEGG A : EKSEMPEL PÅ BRUKSANVISNING TIL
TRAVERSKRAN

II

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

III

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.

IV

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.

V

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.

VI

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


VII

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.

VIII

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.

IX

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 hbjelken 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.

X

3.1 - Deleliste

Delenr.
1
2
3
4
5
6
7

TABELL OVER DELER
Beskrivelse
IPE Profil
RHS Profil
HEA Bjelke
M20 x 60- Skrue
Skive
M20- Mutter
Demag DRS 125 (Hjul)

Antall
1
2
2
16
32
16
4

Reservedeler:

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

XI

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
Vibrering i konstruksjonen
Ujevn gange når kranen
beveger seg
Løpekatten vil ikke løfte
lasten

Løsning
Ettersjekk boltene for tiltrekkingsmoment. Tilse at det er
skiver mellom skruene.
Sjekk om kranskinnene er beine
Sjekk om lasten overstiger kapasiteten til løpekatten.


XII

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
Maks. Kapasitet
Løftehøyde
Vekt
Heisemotor
Drivspenning
Styrespenning
Frekvens
Overbygg
Hovedhastighet ved loft
Krypehastighet ved loft
12Innkoblingstid
Nominell effect
Nominell omdreiningshastighet
Startstrøm
Nominell strømstyrke
Start cos phi
Nominell cos phi
Brems
Løpekatt type
Flensbredde
Løpekatt motor
Forflyttningshastighet min
Forflyttningshastighet max

2m
10000 kg
6m
402 kg
ZBR 132 D 12/2
400 V
48 V
50 Hz
IP 55
5 m/min
0.8 m/min
40 % / 20 %
8.9 kW / 1.4 kW
2870 minˉ¹ / 400 minˉ¹
116 A / 15 A
0 / 17.8 A
0.85 / 0.68
0.89 / 0.54
B140
EU
220 mm
1 / ZBF 71 A 8/2
5 m/min
20 m/min

Teknisk spesifikasjon drivsystem: VEDLEGG E for resten
Number of poles
Cyclic duration factor
Motor power
Operating voltage (Y)
Line frequency
Current (Y)
Rated speed

8/2
40 % / 40 %
0.2 kW / 0.8 kW
380 V / 400 V
50 Hz
1.5 A / 2.3 A
690 minˉ¹ / 2765 minˉ¹

Other data
Max. ambient temperature Geared motor
Rated torque
Brake torque
Brake voltage
Duty factor fB
Output torque
Output speed
Input speed
Wheel block size

40 °C
2.8 Nm / 2.8 Nm
3.3 Nm
400 V (AC) / 180 V (DC)
2.61 / 2.46
78 Nm / 78 Nm
25 minˉ¹ / 99 minˉ¹
2900 (2-pole with 50 Hz) minˉ¹
125

XIII

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

XIV

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 EFsamsvarserklæringen 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

XV

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.

XVI

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

XVII

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
Rope hoists
Size
Load capacity
Reeving
Lifting height
Hoisting (50 Hz)
Operating voltage

EU
DR-Pro
10
10000 kg
4/1
6m
5/0.8 m/min
400 V

Technical data
FEM / ISO classification
Maximum capacity
Lifting height
Weight
Hoist motor
Operating voltage
Control voltage
Frequency
Enclosure
Main lifting speed
Creep lifting speed
Cyclic duration factor
Rated output
Rated speed
Starting current
Rated current
Starting cos phi
Rated cos phi
Brake
Trolley
Flange width
Travel motor
Travel speed min
Travel speed max

2m
10000 kg
6m
402 kg
ZBR 132 D 12/2
400 V
48 V
50 Hz
IP 55
5 m/min
0.8 m/min
40 % / 20 %
8.9 kW / 1.4 kW
2870 minˉ¹ / 400 minˉ¹
116 A / 15 A
0 / 17.8 A
0.85 / 0.68
0.89 / 0.54
B140
EU
220 mm
1 / ZBF 71 A 8/2
5 m/min
20 m/min

XVIII

Bilde over er hentet fra (20373244_EN_DE.pdf)

side 3

Detaljert informasjon av løpekatt(VEDLEGG-D)—
Tegning:

http://www.demagdoku.de/DDS/servlet/com.demagcranes.dds.getPDF/20373244_EN_DE.pdf (Krever
innlogging)
Kilde :

XIX

Detaljert informasjon av løpekatt(VEDLEGG-D)—
Dimensjoner:

http://www.demagdoku.de/DDS/servlet/com.demagcranes.dds.getPDF/20373244_EN_DE.pdf (Krever
innlogging)
Kilde :

XX

Kandidat+nr 4 prcent-2_c+dimensjonering+av+traverskran

Kandidat+nr 4 prcent-2_c+dimensjonering+av+traverskran

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Kandidat+nr 4 prcent-2_c+dimensjonering+av+traverskran

Similar a Kandidat+nr 4 prcent-2_c+dimensjonering+av+traverskran (9)

Kandidat+nr 4 prcent-2_c+dimensjonering+av+traverskran