크레인 사고 하중: GB/T 3811-2008의 5가지 설계 사례

크레인 사고 하중이란 정상적인 크레인 작동 중에는 자주 발생하지 않지만 간헐적으로 발생할 수 있는 하중을 말합니다. 여기에는 작동 중 바람, 눈, 얼음, 온도 변화 및 크레인 기울어짐으로 인한 하중이 포함됩니다. 이러한 하중은 일반적으로 피로 파괴 계산에 고려되지 않습니다.

본 논문에서는 크레인 사고 하중의 다섯 가지 유형, 즉 경사 시 수평 측면 하중 Ps, 경사 하중, 풍하중, 적설 및 결빙 하중, 온도 변화로 인한 하중과 그 계산 방법을 요약한다.

1. 크레인의 기울어짐으로 인한 우발적 하중: Ps

크레인이 기울어지는 동안 발생하는 수평 횡방향 하중은 바퀴형 크레인이나 트롤리가 안정적인 상태로 종방향 또는 횡방향으로 이동할 때 가이드 롤러나 휠 플랜지와 같은 안내 장치의 반작용으로 인해 발생하는 일시적인 하중입니다.

어디:

• ∑P — 최대 휠 하중의 합: 측면 하중을 받는 쪽 끝 차체의 유효 휠베이스와 관련된 휠에 자주 발생하는 최대 휠 하중의 합입니다.
• λ는 수평 횡방향 하중 계수입니다. 이 값은 크레인 스팬(S), 크레인 휠베이스(B), 유효 휠베이스(a)의 비율 S/B(또는 S/a)에 따라 달라집니다. 아래 그림에서 λ 값을 구하십시오.

다륜 크레인의 경우, 크레인 휠베이스 B 대신 유효 휠베이스 a를 사용하면 수평 횡력을 계산하는 데 더 합리적인 기준이 됩니다. 유효 휠베이스를 결정하는 원칙은 GB/T 3811-2008의 D.2항 134~135페이지에 설명되어 있습니다.

Ps는 수평 휠 어셈블리 설계 점검을 위한 이론적 근거를 제공합니다. 관련 작동 증상 및 원인에 대해서는 이 안내서를 참조하십시오. 오버헤드 크레인 바퀴의 마모 및 레일의 비틀림.

2. 크레인 경사 하중

크레인 경사 하중은 크레인 자체 중량과 정격 인양 하중의 구성 요소로서, 경사면, 도로 또는 철도의 경사면을 따라 작용하는 부분입니다.

1. 이동식 크레인: 계산이 필요한 경우 실제 도로 또는 지반 조건을 고려하십시오.
2. 레일식 크레인(철도 크레인 포함): 궤도 경사가 0.5%(0.29°)를 초과하지 않는 경우 경사 하중은 고려하지 않습니다. 그렇지 않은 경우에는 실제 경사를 사용하여 경사 하중을 계산합니다.
3. GB/T 10183.1-2018의 표 2에 명시된 크레인 레일 상단 직진도 허용 오차에 따르면, 크레인 - 바퀴 및 주행/횡단 트랙 허용 오차 - 1부: 일반 사항레일식 오버헤드 크레인 또는 갠트리 크레인 트랙의 경사도는 오버헤드 크레인의 이동 속도가 112m/min 이상일 때 허용 오차 등급 2의 경우 1/1000을 초과해서는 안 되며, 허용 오차 등급 1의 경우 0.5/1000을 초과해서는 안 됩니다. 트롤리 트랙의 경사도는 허용 오차 등급 2 또는 1 모두 0.5/1000을 초과해서는 안 됩니다. 이는 동일한 추론이며 원저자의 개인적인 의견일 뿐이며, 명시적인 일반 경사도 요구 사항은 발견되지 않았습니다.
4. 조선용 갠트리 크레인: 용접 레일을 사용해야 하며, 주행 궤도의 경사도는 1/1000을 초과해서는 안 됩니다(GB/T 27997-2026).
5. 리치 스태커: 지면 경사도는 3%(GB/T 26474-2026)를 초과해서는 안 됩니다.
6. 고무 타이어 컨테이너 갠트리 크레인: 주행 경로의 지면 경사도는 1%를 초과해서는 안 되며, 국부 경사도는 3%를 초과해서는 안 됩니다(GB/T 14783-2009).

이러한 요구사항을 바탕으로, 현장 궤도 설치가 해당 표준을 준수하는 경우, 레일식 크레인의 경사하중을 계산할 필요가 없는 것일까요? 만약 경사하중을 계산해야 한다면, 이는 명시된 설치 조건이 표준을 준수하지 않는다는 것을 의미하는 것일까요? 이러한 질문들이 원문 기사에서 제기되었습니다.

3. 크레인 풍하중 PW

옥외에서 작동하는 크레인의 경우 풍하중을 고려해야 합니다. 풍하중은 가장 불리한 수평 방향으로 작용하는 정적 하중으로 가정합니다. 크레인의 종류와 작동 지역에 따라 계산된 풍압을 선택하십시오.

3.1 계산된 풍압

어디:

• p — 계산된 풍압(뉴턴/제곱미터, N/m²).
• Vs — 계산된 풍속(미터/초, m/s).

계산된 풍속은 개방된 지형 위 10m 높이에서의 돌풍 풍속으로, 3초 간격 동안의 평균 순간 풍속으로 나타낸 것입니다.

실제 가동 조건에서 돌풍 속도는 10분 동안의 평균 풍속의 1.5배입니다.

가동 중단 조건의 경우, 돌풍 속도는 10분 동안의 평균 풍속의 1.4배입니다.

3.2 가동 중 풍하중 PWⅡ

운용 중 풍하중이란 크레인이 작동 중에 견딜 수 있어야 하는 최대 풍력을 의미합니다.

가동 중인 크레인의 풍압은 높이에 따른 변화를 고려하지 않고 크레인 전체 높이에 걸쳐 일정하다고 가정합니다.

풍속 측정 장치를 사용하여 제한 풍속 이상으로 작동하는 것을 방지하는 경우, 해당 장치는 일반적으로 크레인의 가장 높은 지점에 설치됩니다.

계산된 실제 사용 풍압은 PⅠ과 PⅡ로 나뉩니다. 해당 풍압 및 풍속은 아래 표에 나와 있습니다. 제조업체가 표에 제시된 값과 다른 풍속 또는 풍압을 사용하는 경우, 해당 값은 크레인 설계 문서 및 작동 지침에 명시되어야 합니다. 일반적으로는 프로젝트 기술 사양이 우선합니다.

• PⅠ은 실제 가동 조건에서 계산된 정상 풍압입니다. 이는 모터 출력 선정 및 열 검증을 위한 저항 계산에 사용됩니다.
• PⅡ는 실제 가동 조건에서 계산된 최대 풍압입니다. 이는 메커니즘 구성 요소 및 금속 구조물의 강도, 구조적 강성 및 안정성, 구동부 과부하 용량, 크레인 전체의 전복 방지 안정성, 그리고 풍압 저항 및 미끄럼 방지 안전성을 계산하는 데 사용됩니다.

3.3 크레인에 작용하는 가동 중 풍하중

어디:

• PWⅠ — 크레인에 작용하는 정상적인 가동 중 풍하중(뉴턴(N)).
• PWⅡ — 크레인에 작용하는 최대 가동 중 풍하중(뉴턴(N)).
• C — 풍력 계수.
• PⅠ 및 PⅡ — 계산된 실제 작동 중 풍압(N/m²)입니다.
• A — 크레인 구성 요소의 풍향에 수직인 단면적(제곱미터(m²)). 이는 외형 풍향적 A0에 풍향면의 솔리디티 비율 Φ를 곱한 값과 같습니다. 즉, A=A0Φ입니다.
• θ — 풍향과 구성 요소 또는 구조물 표면의 세로축 사이의 각도(θ≤90°), 단위: 도.

크레인 구조물에 작용하는 총 풍하중은 각 부분에 작용하는 풍하중의 합입니다.

1. 풍력 계수 C에 대해서는 GB/T 3811-2008의 4.2.2.3항을 참조하십시오. 이 항에는 개별 부재, 단일 평면 트러스 구조물 및 정사각형 격자 타워에 대한 풍력 계수가 포함되어 있습니다.
2. 풍상면적 A는 차폐 감소 계수와 관련이 있습니다. 예를 들어, 이중 거더 갠트리 크레인의 주 거더 풍상면적 계산에 대해서는 GB/T 3811-2008의 4.2.2.3.6항을 참조하십시오. 이 항목에서는 두 부재에 대한 차폐 감소, 원 표준에 명시된 부재에 대한 차폐 감소, 간격 비율 및 기타 요소를 다룹니다.

설계 하중이 확정된 후 실제 장비 선택에 대해서는 KSCRANE을 참조하십시오. 갠트리 크레인 풍해 방지 시스템 선정 가이드.

3.4 들어올려진 하중에 작용하는 풍하중

어디:

• PWQⅠ — 인양된 하중에 작용하는 정상적인 사용 중 풍하중(뉴턴(N)).
• PWQⅡ — 양력에 작용하는 최대 사용 중 풍하중(뉴턴(N)).
• AQ — 들어올려진 하중의 최대 풍상 면적(제곱미터, m²).

크레인이 특정 치수와 형상의 하중을 처리하는 경우, 해당 치수 및 형상을 기준으로 풍상면적을 결정하십시오. 풍상면적을 알 수 없는 경우에는 GB/T 3811-2008 부록 E의 E.5항에 따라 풍상면적을 추정하십시오.

4. 눈과 얼음 하중

특정 지역에서는 눈과 얼음의 하중을 고려해야 합니다. 또한, 쌓인 얼음과 눈으로 인해 바람이 불어오는 쪽의 면적이 증가하는 것도 고려해야 합니다.

5. 온도 변화로 인한 부하

이 부분은 이론적인 내용이며 참고용으로 제공됩니다. 온도 하중은 일반적으로 고려되지 않습니다. 그러나 크레인 설치 시 온도와 사용 시 온도가 크게 차이나는 지역이나, 경간이 큰 부정정 구조물의 경우에는 온도 하중을 고려해야 합니다. 예를 들어, 두 개의 강성 다리와 30m 이상의 경간을 가진 갠트리 크레인이 있습니다. 이러한 경우, 온도 변화로 인한 구조 부재의 수축 또는 팽창이 제한되어 하중이 발생합니다. 계산은 사용자가 제공하는 관련 정보를 기반으로 수행할 수 있습니다.

6. 크레인 풍하중 평가에 관한 GB/T 45680-2025

GB/T 45680-2025, 크레인 - 풍하중 평가(중국 크레인 표준에 대한 문의)본 표준은 크레인 풍하중 계산을 위한 새롭게 개발된 초판 표준입니다. ISO 4302:2016의 개정 채택(MOD)판으로, 2025년 5월 30일에 발표되어 2025년 12월 1일부터 시행되었으며, 가동 중 및 가동 중지 상태 모두에서 크레인의 풍하중 계산에 적용됩니다.

가동 중 풍속은 크레인의 가장 높은 지점에서 측정된 풍속으로 한다.

풍하중 평가 후 사용 가능한 하드웨어에 대한 개요는 다음을 참조하십시오. 갠트리 크레인 방풍 장치 액세서리.

크리스탈

크레인 OEM 전문가

8년간의 리프팅 장비 맞춤 제작 경험을 바탕으로 10,000명이 넘는 고객의 사전 판매 질문과 우려 사항을 해결해 드렸습니다. 관련 요구 사항이 있으면 언제든지 저에게 연락해 주세요!

왓츠앱: +86 199 1373 9708

이메일: krystalli@kscranegroup.com