Ulykkesbelastninger fra kraner: 5 designtilfælde i GB/T 3811-2008

Kranulykkeslaster er belastninger, der ikke forekommer hyppigt under normal krandrift, men som kan opstå lejlighedsvis. De omfatter belastninger forårsaget af vind, sne, is, temperaturændringer og kranens skævhed under drift. Disse belastninger tages generelt ikke i betragtning i beregninger af udmattelsesbrud.

Denne artikel opsummerer fem typer af kranulykkeslaster og deres beregningsmetoder: horisontal sidelast Ps under skævvridning, gradientlast, vindlast, sne- og islast og last forårsaget af temperaturændringer.

1. Kranens utilsigtede belastning fra skævhed: Ps

Den vandrette sidebelastning, der genereres under kranens skævvridning, er en lejlighedsvis belastning forårsaget af reaktionen fra en føringsanordning, såsom en føringsrulle eller hjulflange, når en kran eller løbekat med hjul bevæger sig i længderetningen eller på tværs i en stabil tilstand.

Hvor:

• ∑P — Sum af de maksimale hjulbelastninger: summen af de hyppigt forekommende maksimale hjulbelastninger på hjulene forbundet med den effektive akselafstand på endevognen på den side, der er udsat for den laterale belastning.
• λ — Horisontal lateral belastningskoefficient. Den afhænger af forholdet S/B (eller S/a), hvor S er kranens spændvidde, B er kranens akselafstand, og a er den effektive akselafstand. Bestem λ ud fra figuren nedenfor.

For en kran med flere hjul giver brugen af den effektive akselafstand a i stedet for kranens akselafstand B et mere rimeligt grundlag for beregning af den horisontale sidekraft. Principperne for bestemmelse af den effektive akselafstand er angivet i klausul D.2 i GB/T 3811-2008, siderne 134-135.

Ps giver et teoretisk grundlag for at kontrollere designet af den horisontale hjulkonstruktion. For relaterede driftssymptomer og årsager, se denne vejledning til Hjulgnaven og skævheden af skinnen på traverskranen.

2. Krangradientbelastning

En kranhældningslast er den komponent, der virker langs den skrånende overflade af en skråning, vej eller jernbane, af kranens egenvægt og nominelle løftelast.

1. Mobilkraner: Hvor beregning er nødvendig, skal de faktiske vej- eller jordforhold tages i betragtning.
2. Skinnemonterede kraner, herunder jernbanekraner: Hvor sporets hældning ikke overstiger 0,5% (0,29°), tages hældningslasten ikke i betragtning. Ellers beregnes hældningslasten ved hjælp af den faktiske hældning.
3. I henhold til tolerancerne for kranskinnens øverste retlinjethed i tabel 2 i GB/T 10183.1-2018, Kraner - Tolerancer for hjul og køre- og tværbaner - Del 1: Generelt, bør hældningen på en skinnemonteret travers- eller portalkranbane ikke overstige 1/1000 for toleranceklasse 2 eller 0,5/1000 for toleranceklasse 1, når traverskranens kørehastighed er ≥112 m/min. Trolleybanens hældning bør ikke overstige 0,5/1000 for toleranceklasse 2 eller 1. Dette er en tilsvarende slutning og den oprindelige forfatters personlige mening; der er ikke fundet noget eksplicit generelt hældningskrav.
4. Skibsbygningsportalkran: Svejsede skinner bør anvendes, og kørebanens hældning bør ikke overstige 1/1000 (GB/T 27997-2026).
5. Reachstacker: Jordhældningen må ikke overstige 3% (GB/T 26474-2026).
6. Containerportalkran med gummidæk: Hældningen på kørebanen må ikke overstige 1%, og den lokale hældning må ikke overstige 3% (GB/T 14783-2009).

Baseret på disse krav, hvis sporinstallationen på stedet overholder den gældende standard, er det så unødvendigt at beregne hældningslasten for en skinnemonteret kran? Hvis hældningslasten skal beregnes, indikerer dette så, at den specificerede installationstilstand ikke overholder standarden? Disse er spørgsmål rejst i den oprindelige artikel.

3. Kranvindbelastning PW

Vindbelastning skal tages i betragtning for kraner, der opererer udendørs. Vindbelastningen antages at være en statisk belastning, der virker i den mest ugunstige vandrette retning. Vælg det beregnede vindtryk i henhold til krantype og driftsområde.

3.1 Beregnet vindtryk

Hvor:

• p — Beregnet vindtryk i newton pr. kvadratmeter (N/m²).
• Vs — Beregnet vindhastighed i meter pr. sekund (m/s).

Den beregnede vindhastighed er vindstødshastigheden i en højde af 10 m over åbent terræn, udtrykt som den gennemsnitlige øjeblikkelige vindhastighed over et interval på 3 sekunder.

Under driftstilstanden er vindstødshastigheden 1,5 gange den gennemsnitlige vindhastighed over et interval på 10 minutter.

For tilstanden uden drift er vindstødshastigheden 1,4 gange den gennemsnitlige vindhastighed over et interval på 10 minutter.

3.2 Vindbelastning PWⅡ under drift

Vindbelastningen under drift er den maksimale vindkraft, som en kran skal kunne modstå under drift.

Vindtrykket under drift tages som konstant over kranens fulde højde uden hensyntagen til variation med højden.

Hvor en vindhastighedsmåler anvendes til at forhindre drift over den begrænsende vindhastighed, installeres den normalt på kranens højeste punkt.

Det beregnede vindtryk under drift er opdelt i PⅠ og PⅡ. De tilsvarende vindtryk og vindhastigheder er vist nedenfor. Hvis en producent bruger vindhastigheder eller vindtryk, der afviger fra de tabelværdier, skal disse værdier angives i kranens designdokumentation og driftsvejledning. I praksis er projektets tekniske specifikation normalt gældende.

• PⅠ er det normale beregnede vindtryk for driftstilstanden. Det bruges til at beregne modstand til valg af motoreffekt og til termisk verifikation.
• PⅡ er det maksimale beregnede vindtryk for driftstilstanden. Det bruges til at beregne styrken af mekanismekomponenter og metalkonstruktioner, strukturel stivhed og stabilitet, drevets overbelastningskapacitet, kranens samlede stabilitet mod væltning og vindbestandig skridsikker sikkerhed.

3.3 Vindbelastning under drift, der påvirker kranen

Hvor:

• PWⅠ — Normal vindbelastning under drift, der virker på kranen, i newton (N).
• PWⅡ — Maksimal vindbelastning under drift, der påvirker kranen, i newton (N).
• C — Vindkraftkoefficient.
• PⅠ og PⅡ — De to beregnede vindtryk under drift i N/m².
• A — Krankomponentens faste, vindrette areal vinkelret på vindretningen i kvadratmeter (m²). Det er lig med det konturrette, vindrette areal A0 ganget med soliditetsforholdet Φ for den vindrette flade: A=A0Φ.
• θ — Vinklen mellem vindretningen og komponentens længdeakse eller konstruktionens overflade (θ≤90°), i grader.

Den samlede vindbelastning på krankonstruktionen er summen af de vindbelastninger, der virker på dens individuelle dele.

1. For vindkraftkoefficienten C henvises til klausul 4.2.2.3 i GB/T 3811-2008. Den omfatter vindkraftkoefficienter for individuelle elementer, enkeltplans gitterkonstruktioner og firkantede gittertårne.
2. Vindarealet A er relateret til afskærmningsreduktionsfaktoren. For eksempel, for beregning af vindarealet af hovedbjælkerne i en dobbeltbjælkeportalkran, henvises til paragraf 4.2.2.3.6 i GB/T 3811-2008. Den dækker afskærmningsreduktion for to elementer, afskærmningsreduktion for de elementer, der er anført i den oprindelige standard, afstandsforhold og andre faktorer.

For praktisk udstyrsvalg efter fastlæggelse af den designmæssige belastning, se KSCRANE Guide til valg af vindbeskyttelsessystem til portalkraner.

3.4 Vindbelastning, der virker på den løftede last

Hvor:

• PWQⅠ — Normal vindbelastning under drift, der virker på den løftede last, i newton (N).
• PWQⅡ — Maksimal vindbelastning under drift, der virker på den løftede last, i newton (N).
• AQ — Maksimal vindvendt areal af den løftede last, i kvadratmeter (m²).

Hvor en kran håndterer laster med specifikke dimensioner og former, skal vindarealet bestemmes ud fra de tilsvarende dimensioner og profil. Hvis arealet ikke er kendt, skal vindarealet estimeres i overensstemmelse med punkt E.5 i bilag E i GB/T 3811-2008.

4. Sne- og isbelastninger

Sne- og isbelastninger skal tages i betragtning i visse regioner. Stigningen i vindoverfladen forårsaget af akkumuleret is og sne skal også tages i betragtning.

5. Belastninger forårsaget af temperaturændringer

Dette afsnit er teoretisk og er kun til reference. Temperaturbelastning tages generelt ikke i betragtning. Den skal dog tages i betragtning i visse områder, hvor temperaturen under kraninstallation afviger meget fra temperaturen under brug, eller for statisk ubestemte strukturer med stort spændvidde. Et eksempel er en portalkran med to stive ben og et spændvidde på 30 m eller mere. I sådanne tilfælde genererer begrænset udvidelse eller sammentrækning af strukturelementer forårsaget af temperaturændringer en belastning. Beregningen kan være baseret på relevante oplysninger fra brugeren.

6. GB/T 45680-2025 til vurdering af kranvindbelastning

GB/T 45680-2025, Kraner - Vurdering af vindbelastning(forespørgsel om kinesiske kranstandarder), er en nyudviklet førsteudgave af standarden til beregning af kranvindlast. Det er en modificeret adoption (MOD) af ISO 4302:2016. Den blev udstedt den 30. maj 2025, trådte i kraft den 1. december 2025 og gælder for beregning af vindlaster på kraner i både drifts- og driftstilstand.

Vindhastigheden under drift skal være den vindhastighed, der måles på kranens højeste punkt.

For en oversigt over den tilgængelige hardware, der anvendes efter vindbelastningsvurdering, se Tilbehør til vindtæt enhed til portalkraner.

krystal

Kran OEM ekspert

Med 8 års erfaring i at tilpasse løfteudstyr, hjalp 10.000+ kunder med deres præ-salg spørgsmål og bekymringer, hvis du har relaterede behov, er du velkommen til at kontakte mig!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-mail: krystalli@kscranegroup.com