Náhodné zatížení jeřábem: 5 návrhových případů v GB/T 3811-2008

Náhodné zatížení jeřábu je zatížení, které se během běžného provozu jeřábu nevyskytuje často, ale může se objevit příležitostně. Patří mezi ně zatížení způsobená větrem, sněhem, ledem, změnami teploty a šikmým nakloněním jeřábu během provozu. Tato zatížení se obecně neuvažují při výpočtech únavového porušení.

Tento článek shrnuje pět typů mimořádných zatížení jeřábem a metody jejich výpočtu: horizontální boční zatížení Ps při šikmém naklánění, gradientní zatížení, zatížení větrem, zatížení sněhem a ledem a zatížení způsobené změnami teploty.

1. Náhodné zatížení jeřábu v důsledku zkosení: Ps

Horizontální boční zatížení vznikající při naklánění jeřábu je občasné zatížení způsobené reakcí vodicího zařízení, jako je vodicí kladka nebo příruba kola, když se kolový jeřáb nebo vozík pohybuje podélně nebo příčně v ustáleném stavu.

Kde:

• ∑P — Součet maximálních zatížení kol: součet často se vyskytujících maximálních zatížení kol spojených s efektivním rozvorem na koncovém vozíku na straně vystavené bočnímu zatížení.
• λ — Součinitel horizontálního bočního zatížení. Závisí na poměru S/B (nebo S/a), kde S je rozpětí jeřábu, B je rozvor jeřábu a a je efektivní rozvor. Určete λ z obrázku níže.

U vícekolového jeřábu poskytuje použití efektivního rozvoru a namísto rozvoru jeřábu B rozumnější základ pro výpočet horizontální boční síly. Zásady pro stanovení efektivního rozvoru jsou uvedeny v článku D.2 normy GB/T 3811-2008, strany 134–135.

Ps poskytuje teoretický základ pro kontrolu konstrukce horizontální sestavy kola. Související provozní příznaky a příčiny naleznete v této příručce. ohlodání kol mostového jeřábu a zkosení kolejnice.

2. Gradientní zatížení jeřábu

Gradientní zatížení jeřábu je složka vlastní hmotnosti jeřábu a jmenovitého zdvihacího zatížení, která působí podél nakloněného povrchu svahu, vozovky nebo kolejnice.

1. Mobilní jeřáby: Pokud je vyžadován výpočet, zohledněte skutečné podmínky na vozovce nebo terénu.
2. Kolejové jeřáby, včetně železničních jeřábů: Pokud sklon koleje nepřesahuje 0,5% (0,29°), sklonové zatížení se neuvažuje. V opačném případě se sklonové zatížení vypočítá s použitím skutečného sklonu.
3. Podle tolerancí přímosti horní části jeřábové kolejnice v tabulce 2 normy GB/T 10183.1-2018, Jeřáby – Tolerance kol a pojezdových a posuvných drah – Část 1: VšeobecněSklon kolejnicové mostové nebo portálové jeřábové dráhy by neměl překročit 1/1000 pro třídu tolerance 2 nebo 0,5/1000 pro třídu tolerance 1, pokud je rychlost pojezdu mostového jeřábu ≥112 m/min. Sklon trolejové dráhy by neměl překročit 0,5/1000 pro třídu tolerance 2 nebo 1. Toto je ekvivalentní závěr a osobní názor původního autora; nebyl nalezen žádný explicitní obecný požadavek na sklon.
4. Portálový jeřáb pro stavbu lodí: Měly by se používat svařované kolejnice a sklon pojezdové dráhy by neměl překročit 1/1000 (GB/T 27997-2026).
5. Výsuvný stohovač: Sklon terénu by neměl překročit 3% (GB/T 26474-2026).
6. Portálový jeřáb pro kontejnery s gumovými pneumatikami: Sklon terénu pojezdové dráhy by neměl překročit 11 TP1T a místní sklon by neměl překročit 31 TP1T (GB/T 14783-2009).

Na základě těchto požadavků, pokud instalace kolejiště na místě splňuje příslušnou normu, je zbytečné vypočítat sklonové zatížení pro kolejnicový jeřáb? Pokud je nutné sklonové zatížení vypočítat, znamená to, že specifikované instalační podmínky neodpovídají normě? Tyto otázky byly vzneseny v původním článku.

3. Zatížení větrem jeřábem PW

U jeřábů pracujících venku je třeba zohlednit zatížení větrem. Zatížení větrem se předpokládá jako statické zatížení působící v nejnepříznivějším horizontálním směru. Vypočítaný tlak větru zvolte podle typu jeřábu a provozní oblasti.

3.1 Vypočítaný tlak větru

Kde:

• p — Vypočítaný tlak větru v newtonech na metr čtvereční (N/m²).
• Vs — Vypočítaná rychlost větru v metrech za sekundu (m/s).

Vypočítaná rychlost větru je rychlost nárazového větru ve výšce 10 m nad otevřeným terénem, vyjádřená jako průměrná okamžitá rychlost větru za 3sekundový interval.

Za provozních podmínek je rychlost nárazového větru 1,5krát vyšší než průměrná rychlost větru za 10minutový interval.

Pro stav mimo provoz je rychlost nárazového větru 1,4krát vyšší než průměrná rychlost větru za 10minutový interval.

3.2 Provozní zatížení větrem PWII

Provozní zatížení větrem je maximální síla větru, které je jeřáb schopen odolat během provozu.

Provozní tlak větru se bere jako konstantní po celé výšce jeřábu, bez ohledu na jeho změnu s výškou.

Pokud se používá zařízení pro měření rychlosti větru, které zabraňuje provozu nad mezní rychlostí větru, obvykle se instaluje v nejvyšším bodě jeřábu.

Vypočítaný provozní tlak větru se dělí na PⅠ a PⅡ. Odpovídající tlaky větru a rychlosti větru jsou uvedeny níže. Pokud výrobce použije rychlosti větru nebo tlaky větru odlišné od tabulkových hodnot, musí být tyto hodnoty uvedeny v konstrukční dokumentaci a provozním návodu k jeřábu. V praxi obvykle platí technická specifikace projektu.

• PⅠ je normální vypočítaný tlak větru pro provozní podmínky. Používá se k výpočtu odporu pro výběr výkonu motoru a pro tepelné ověření.
• PII je maximální vypočítaný tlak větru pro provozní podmínky. Používá se k výpočtu pevnosti součástí mechanismu a kovových konstrukcí, tuhosti a stability konstrukce, přetížitelnosti pohonu, celkové stability jeřábu proti převrácení a protiskluzové ochrany odolné vůči větru.

3.3 Provozní zatížení větrem působící na jeřáb

Kde:

• PWⅠ — Normální provozní zatížení větrem působící na jeřáb v newtonech (N).
• PWII — Maximální provozní zatížení větrem působící na jeřáb v newtonech (N).
• C — Součinitel síly větru.
• PⅠ a PⅡ – Dva vypočítané provozní tlaky větru v N/m².
• A — Plná návětrná plocha jeřábové součásti kolmá ke směru větru v metrech čtverečních (m²). Rovná se obrysové návětrné ploše A0 vynásobené poměrem pevnosti Φ návětrné plochy: A=A0Φ.
• θ — Úhel mezi směrem větru a podélnou osou prvku nebo povrchu konstrukce (θ ≤ 90°) ve stupních.

Celkové zatížení větrem na konstrukci jeřábu je součtem zatížení větrem působících na její jednotlivé části.

1. Součinitel síly větru C naleznete v článku 4.2.2.3 normy GB/T 3811-2008. Zahrnuje součinitele síly větru pro jednotlivé prvky, jednorovinné příhradové konstrukce a čtvercové příhradové věže.
2. Návětrná plocha A souvisí s redukčním faktorem stínění. Například pro výpočet návětrné plochy hlavních nosníků dvounosníkového portálového jeřábu viz bod 4.2.2.3.6 normy GB/T 3811-2008. Zahrnuje redukci stínění pro dva prvky, redukci stínění pro prvky uvedené v původní normě, poměry roztečí a další faktory.

Pro praktický výběr zařízení po stanovení návrhového zatížení viz KSCRANE. Průvodce výběrem systému ochrany proti větru pro portálové jeřáby.

3.4 Zatížení větrem působící na zdvižené břemeno

Kde:

• PWQⅠ — Normální provozní zatížení větrem působící na zdvižené břemeno v newtonech (N).
• PWQII — Maximální provozní zatížení větrem působící na zdvižené břemeno v newtonech (N).
• AQ — Maximální návětrná plocha zdvíhaného břemene v metrech čtverečních (m²).

Pokud jeřáb manipuluje s břemeny specifických rozměrů a tvarů, určete návětrnou plochu z odpovídajících rozměrů a profilu. Pokud plocha není známa, odhadněte návětrnou plochu v souladu s článkem E.5 přílohy E v normě GB/T 3811-2008.

4. Zatížení sněhem a ledem

V určitých oblastech je třeba zohlednit zatížení sněhem a ledem. Zohlednit je také zvětšení návětrné plochy způsobené nahromaděným ledem a sněhem.

5. Zatížení způsobená změnami teploty

Tato část je teoretická a slouží jako reference. Teplotní zatížení se obecně neuvažuje. Mělo by se však zohlednit v určitých oblastech, kde se teplota během instalace jeřábu výrazně liší od teploty během používání, nebo u staticky neurčitých konstrukcí s velkým rozpětím. Jedním z příkladů je portálový jeřáb se dvěma pevnými nohami a rozpětím 30 m nebo více. V takových případech nucené roztažení nebo smrštění konstrukčních prvků způsobené změnami teploty generuje zatížení. Výpočet může být založen na relevantních informacích poskytnutých uživatelem.

6. GB/T 45680-2025 pro posouzení zatížení větrem jeřábem

GB/T 45680-2025, Jeřáby – posouzení zatížení větrem(dotaz na čínské normy pro jeřáby), je nově vyvinutá norma prvního vydání pro výpočet zatížení jeřáby větrem. Jedná se o upravenou verzi (MOD) normy ISO 4302:2016. Byla vydána 30. května 2025, vstoupila v platnost 1. prosince 2025 a vztahuje se na výpočet zatížení jeřáby větrem v provozních i mimoprovozních podmínkách.

Provozní rychlost větru musí být rychlost větru měřená v nejvyšším bodě jeřábu.

Přehled dostupného kování použitého po posouzení zatížení větrem viz Příslušenství pro větruodolné portálové jeřáby.

krystal

OEM odborník na jeřáby

Díky 8 letům zkušeností s přizpůsobováním zdvihacího zařízení jsme pomohli více než 10 000 zákazníkům s jejich předprodejními otázkami a obavami, pokud máte nějaké související potřeby, neváhejte mě kontaktovat!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-mailem: krystalli@kscranegroup.com