Beban Tak Sengaja pada Derek: 5 Kasus Desain dalam GB/T 3811-2008

Beban tak terduga pada derek adalah beban yang tidak sering terjadi selama operasi derek normal tetapi mungkin muncul sesekali. Beban ini meliputi beban yang disebabkan oleh angin, salju, es, perubahan suhu, dan kemiringan derek selama pengoperasian. Beban-beban ini umumnya tidak dipertimbangkan dalam perhitungan kegagalan kelelahan material.

Artikel ini merangkum lima jenis beban tak terduga pada derek dan metode perhitungannya: beban lateral horizontal Ps selama kemiringan, beban gradien, beban angin, beban salju dan es, serta beban yang disebabkan oleh perubahan suhu.

1. Beban Tak Sengaja pada Derek Akibat Kemiringan: Ps

Beban lateral horizontal yang dihasilkan selama kemiringan derek adalah beban sesekali yang disebabkan oleh reaksi perangkat pemandu, seperti rol pemandu atau flensa roda, ketika derek atau troli beroda bergerak memanjang atau melintang dalam keadaan stabil.

Di mana:

• ∑P — Jumlah beban roda maksimum: jumlah beban roda maksimum yang sering terjadi pada roda yang terkait dengan jarak sumbu roda efektif pada kereta ujung di sisi yang dikenai beban lateral.
• λ — Koefisien beban lateral horizontal. Nilainya bergantung pada rasio S/B (atau S/a), di mana S adalah bentang derek, B adalah jarak antar roda derek, dan a adalah jarak antar roda efektif. Tentukan λ dari gambar di bawah ini.

Untuk derek multi-roda, penggunaan jarak sumbu roda efektif a, bukan jarak sumbu roda derek B, memberikan dasar yang lebih masuk akal untuk menghitung gaya lateral horizontal. Prinsip-prinsip untuk menentukan jarak sumbu roda efektif diberikan dalam Klausul D.2 dari GB/T 3811-2008, halaman 134–135.

Ps memberikan dasar teoritis untuk memeriksa desain rakitan roda horizontal. Untuk gejala dan penyebab pengoperasian terkait, lihat panduan ini. roda derek gantung yang terkikis dan rel yang miring.

2. Beban Gradien Derek

Beban gradien derek adalah komponen yang bekerja sepanjang permukaan miring dari lereng, jalan, atau rel, dari berat sendiri derek dan beban angkat nominal.

1. Derek bergerak: Jika diperlukan perhitungan, pertimbangkan kondisi jalan atau tanah yang sebenarnya.
2. Derek yang dipasang di rel, termasuk derek kereta api: Jika kemiringan rel tidak melebihi 0,5% (0,29°), beban kemiringan tidak dipertimbangkan. Jika tidak, hitung beban kemiringan menggunakan kemiringan aktual.
3. Sesuai dengan toleransi kelurusan bagian atas rel derek pada Tabel 2 GB/T 10183.1-2018, Derek—Roda dan Toleransi Jalur Perjalanan dan Lintasan—Bagian 1: UmumKemiringan jalur rel derek gantung atau derek gantry tidak boleh melebihi 1/1000 untuk kelas toleransi 2, atau 0,5/1000 untuk kelas toleransi 1 ketika kecepatan gerak derek gantung ≥112 m/menit. Kemiringan jalur troli tidak boleh melebihi 0,5/1000 untuk kelas toleransi 2 atau 1. Ini adalah kesimpulan yang setara dan pendapat pribadi penulis asli; tidak ditemukan persyaratan kemiringan umum yang eksplisit.
4. Derek gantry pembuatan kapal: Rel yang dilas harus digunakan, dan kemiringan jalur perjalanan tidak boleh melebihi 1/1000 (GB/T 27997-2026).
5. Reach stacker: Kemiringan tanah tidak boleh melebihi 3% (GB/T 26474-2026).
6. Derek gantry kontainer beroda karet: Kemiringan tanah jalur perjalanan tidak boleh melebihi 1%, dan kemiringan lokal tidak boleh melebihi 3% (GB/T 14783-2009).

Berdasarkan persyaratan ini, jika pemasangan rel di lokasi sesuai dengan standar yang berlaku, apakah tidak perlu menghitung beban gradien untuk derek yang dipasang di rel? Jika beban gradien harus dihitung, apakah ini menunjukkan bahwa kondisi pemasangan yang ditentukan tidak sesuai dengan standar? Ini adalah pertanyaan yang diajukan dalam artikel aslinya.

3. Beban Angin Derek PW

Beban angin harus dipertimbangkan untuk derek yang beroperasi di luar ruangan. Beban angin diasumsikan sebagai beban statis yang bekerja pada arah horizontal yang paling tidak menguntungkan. Pilih tekanan angin yang dihitung sesuai dengan jenis derek dan wilayah operasinya.

3.1 Tekanan Angin yang Dihitung

Di mana:

• p — Tekanan angin terhitung, dalam newton per meter persegi (N/m²).
• Vs — Kecepatan angin yang dihitung, dalam meter per detik (m/s).

Kecepatan angin yang dihitung adalah kecepatan angin hembusan pada ketinggian 10 m di atas medan terbuka, yang dinyatakan sebagai kecepatan angin sesaat rata-rata selama interval 3 detik.

Untuk kondisi operasional, kecepatan angin hembusan adalah 1,5 kali kecepatan angin rata-rata selama interval 10 menit.

Untuk kondisi tidak beroperasi, kecepatan angin hembusan adalah 1,4 kali kecepatan angin rata-rata selama interval 10 menit.

3.2 Beban Angin Saat Beroperasi PWⅡ

Beban angin saat beroperasi adalah gaya angin maksimum yang mampu ditahan oleh derek selama beroperasi.

Tekanan angin saat beroperasi dianggap konstan di seluruh ketinggian derek, tanpa mempertimbangkan variasi terhadap ketinggian.

Jika alat pengukur kecepatan angin digunakan untuk mencegah pengoperasian di atas kecepatan angin batas, alat tersebut biasanya dipasang di titik tertinggi derek.

Tekanan angin saat beroperasi yang dihitung dibagi menjadi PⅠ dan PⅡ. Tekanan angin dan kecepatan angin yang sesuai ditunjukkan di bawah ini. Jika pabrikan menggunakan kecepatan angin atau tekanan angin yang berbeda dari nilai yang tercantum dalam tabel, nilai-nilai tersebut harus dinyatakan dalam dokumentasi desain derek dan instruksi pengoperasian. Dalam praktiknya, spesifikasi teknis proyek biasanya yang berlaku.

• PⅠ adalah tekanan angin normal yang dihitung untuk kondisi operasional. Tekanan ini digunakan untuk menghitung hambatan dalam pemilihan daya motor dan untuk verifikasi termal.
• PⅡ adalah tekanan angin maksimum yang dihitung untuk kondisi operasional. Nilai ini digunakan untuk menghitung kekuatan komponen mekanisme dan struktur logam, kekakuan dan stabilitas struktural, kapasitas beban berlebih penggerak, stabilitas derek secara keseluruhan terhadap terguling, dan keamanan anti selip tahan angin.

3.3 Beban Angin Saat Beroperasi yang Bekerja pada Derek

Di mana:

• PWⅠ — Beban angin normal saat pengoperasian yang bekerja pada derek, dalam newton (N).
• PWⅡ — Beban angin maksimum yang bekerja pada derek selama pengoperasian, dalam newton (N).
• C — Koefisien gaya angin.
• PⅠ dan PⅡ — Dua tekanan angin yang dihitung saat beroperasi, dalam N/m².
• A — Luas permukaan bagian dalam derek yang tegak lurus terhadap arah angin, dalam meter persegi (m²). Luas ini sama dengan luas permukaan bagian dalam yang menghadap angin (A0) dikalikan dengan rasio soliditas Φ dari permukaan yang menghadap angin: A=A0Φ.
• θ — Sudut antara arah angin dan sumbu memanjang komponen atau permukaan struktur (θ≤90°), dalam derajat.

Beban angin total pada struktur derek adalah jumlah dari beban angin yang bekerja pada masing-masing bagiannya.

1. Untuk koefisien gaya angin C, lihat Klausul 4.2.2.3 dari GB/T 3811-2008. Klausul tersebut mencakup koefisien gaya angin untuk masing-masing elemen, struktur rangka bidang tunggal, dan menara kisi persegi.
2. Luas penampang yang menghadap angin (A) berkaitan dengan faktor pengurangan perisai. Misalnya, untuk perhitungan luas penampang yang menghadap angin pada balok utama derek gantry balok ganda, lihat Klausul 4.2.2.3.6 dari GB/T 3811-2008. Klausul tersebut mencakup pengurangan perisai untuk dua anggota, pengurangan perisai untuk anggota yang tercantum dalam standar asli, rasio jarak, dan faktor-faktor lainnya.

Untuk pemilihan peralatan praktis setelah beban desain ditetapkan, lihat KSCRANE. Panduan Pemilihan Sistem Perlindungan Angin untuk Derek Gantry.

3.4 Beban Angin yang Bekerja pada Beban yang Diangkat

Di mana:

• PWQⅠ — Beban angin normal saat beroperasi yang bekerja pada beban yang diangkat, dalam newton (N).
• PWQⅡ — Beban angin maksimum yang bekerja pada beban yang diangkat selama pengoperasian, dalam newton (N).
• AQ — Luas penampang maksimum muatan yang diangkat di sisi yang menghadap angin, dalam meter persegi (m²).

Apabila derek menangani beban dengan dimensi dan bentuk tertentu, tentukan luas penampang yang menghadap angin dari dimensi dan profil yang sesuai. Apabila luas penampang tidak diketahui, perkirakan luas penampang yang menghadap angin sesuai dengan Klausul E.5 Lampiran E dalam GB/T 3811-2008.

4. Beban Salju dan Es

Beban salju dan es harus dipertimbangkan di wilayah tertentu. Peningkatan luas area yang menghadap angin akibat akumulasi es dan salju juga harus dipertimbangkan.

5. Beban yang Disebabkan oleh Perubahan Suhu

Bagian ini bersifat teoritis dan disediakan sebagai referensi. Beban suhu umumnya tidak dipertimbangkan. Namun, beban suhu harus dipertimbangkan di wilayah tertentu di mana suhu selama pemasangan derek sangat berbeda dari suhu selama penggunaan, atau untuk struktur statis tak tentu bentang lebar. Salah satu contohnya adalah derek gantry dengan dua kaki kaku dan bentang 30 m atau lebih. Dalam kasus seperti itu, ekspansi atau kontraksi terbatas dari elemen struktural yang disebabkan oleh perubahan suhu menghasilkan beban. Perhitungan dapat didasarkan pada informasi relevan yang diberikan oleh pengguna.

6. GB/T 45680-2025 untuk Penilaian Beban Angin pada Derek

GB/T 45680-2025, Derek—Penilaian Beban Angin(pertanyaan tentang standar derek Cina)Standar ini merupakan standar edisi pertama yang baru dikembangkan untuk perhitungan beban angin pada derek. Standar ini merupakan adopsi modifikasi (MOD) dari ISO 4302:2016. Standar ini diterbitkan pada tanggal 30 Mei 2025, mulai berlaku pada tanggal 1 Desember 2025, dan berlaku untuk perhitungan beban angin pada derek baik dalam kondisi beroperasi maupun tidak beroperasi.

Kecepatan angin saat pengoperasian adalah kecepatan angin yang diukur pada titik tertinggi derek.

Untuk gambaran umum mengenai perangkat keras yang tersedia yang digunakan setelah penilaian beban angin, lihat Aksesori Perangkat Tahan Angin untuk Derek Gantry.

kristal

Ahli OEM derek

Dengan 8 tahun pengalaman dalam menyesuaikan peralatan pengangkat, membantu 10.000+ pelanggan dengan pertanyaan dan kekhawatiran pra-penjualan mereka, jika Anda memiliki kebutuhan terkait, jangan ragu untuk menghubungi saya!

Ada apa: +86 199 1373 9708

Surel: krystalli@kscranegroup.com