오버헤드 크레인 풍하중 계산: 풍속, 풍압 및 설계 한계에 대한 완벽 가이드

날짜: 2026년 7월 15일

오버헤드 크레인의 풍하중 계산은 크레인 구조 설계 및 안전한 옥외 작업에 있어 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 크레인을 설계할 때, 특히 실외 작업 시에는 더욱 중요합니다. 오버헤드 크레인, 갠트리 크레인RTG, RMG 또는 선박-육상 컨테이너 크레인과 같은 장비의 엔지니어는 구조적 강도, 안정성 및 전복 방지 성능을 보장하기 위해 설계 풍속, 풍압 및 작동 풍하중을 정확하게 결정해야 합니다. 풍하중 계산이 잘못되면 강풍이나 태풍 상황에서 과도한 구조적 응력, 크레인 탈선, 미끄러짐, 전복 또는 심각한 장비 손상이 발생할 수 있습니다.

오버헤드 크레인 풍하중 계산: 풍속, 풍압 및 설계 한계에 대한 완벽 가이드

이 안내서는 GB/T 3811-2008, GB/T 6067.1-2010, GB/T 28591-2012 및 GB/T 43237-2023 표준을 기반으로 크레인 풍하중 계산에 사용되는 엔지니어링 원리를 설명합니다. 여기에는 풍압 공식, 풍속 변환, 보퍼트 풍력 계급 분류, 태풍 등급 및 다양한 유형의 크레인에 대한 작동 풍속 제한이 포함됩니다.

1. 풍속계 및 풍속 경보 요구 사항

옥외 고층 크레인의 경우, 풍속계는 크레인의 바람이 불어오는 높은 위치에 설치해야 합니다. (GB/T 6067.1, 9.6.1.1항)
옥외 고층 크레인은 순간 풍속을 표시하는 풍속 경보 장치를 장착해야 하며, 풍력이 가동 중 설계 풍속 임계값을 초과할 경우 경보 신호를 발생시켜야 합니다. (조항 9.6.1.2)
풍속이 제조업체가 지정한 최대 작업 풍속을 초과할 경우 크레인 작동이 금지됩니다. (제17.1항)

2. 설계 풍속 및 설계 풍압

실제 사용 시 설계 풍압은 두 단계로 나뉩니다.

pⅠ — 정상 작동 조건 설계 풍압, 모터 출력 선택(저항 계산 및 열 검증)에 사용됨
pⅡ — 최대 사용 설계 풍압으로, 구조 부품의 강도, 강성 및 안정성 검사, 구동 장치 과부하 용량 검증, 사용 중 전복 방지 안정성 및 미끄럼 방지 안전성 검증에 사용됩니다.

pⅠ = 0.6 × pⅡ

정지 시 설계 풍압 pⅢ는 크레인이 작동하지 않을 때 견뎌야 하는 최대 풍압입니다. 이는 정지 시 강도 점검, 전복 방지 안정성 검증, 레일 클램프, 앵커 장치 및 스톰 타이 설계에 사용됩니다.

기본적인 풍압-풍속 관계(운행 중 및 비운행 조건 모두에 적용 가능):

p = 0.625 × Vs²

상징	의미	단위
피	설계 풍압	뉴/제곱미터
대	설계 풍속(3초 순간 최대 풍속)	m/s

*표 2. 가동 중 설계 풍압 및 설계 풍속 (출처: GB/T 3811-2008 표 15)*

핵심 전환 관계설계 풍속 Vs는 개방된 지형에서 10m 높이에서 측정한 3초 동안의 돌풍입니다. 가동 조건의 경우 Vs = 10분 평균 풍속 × 1.5 (표 3 참조). 비가동 조건의 경우 Vs = 10분 평균 풍속 × 1.4 (표 4 참조). 10분 평균 풍속은 기상 풍력 척도의 기준값입니다.

표 3. 설계 풍압 p, 3초 돌풍 속도, 10분 평균 풍속 Vp 및 풍력 규모 간의 관계 — *표 3. 설계 풍압 p, 3초 돌풍 속도 Vs, 10분 평균 풍속 Vp 및 풍력 규모 간의 관계 (출처: GB/T 3811-2008 표 E.1)*

*표 4. 가동 중지 시 설계 풍압 및 설계 풍속 (출처: GB/T 3811-2008 표 18)*

핵심 파생물

표 2와 표 3에서 일반적인 풍속 조건에서 작동하는 크레인의 경우:

최대 설계 풍압: 250 N/m²
최대 설계 풍속(돌풍): 20m/s
해당 풍력: 풍력 6

이것이 바로 풍속 경보기가 풍력 6에서 작동해야 하는 이유입니다. 풍력 6은 크레인 구조와 안정성이 정상 작동 시 견딜 수 있도록 설계된 최대 돌풍 속도입니다.

표 4에서, 가동 중지 상태의 내륙 크레인에 대해 다음과 같습니다.

최소 가동 중지 시 설계 풍압: 500 N/m²
최소 가동 중지 설계 풍속(돌풍): 28.3m/s
해당 풍력: 풍력 8

이것이 바로 크레인을 풍력 8등급으로 고정해야 하는 이유입니다. 풍력 8등급은 내륙 크레인의 최소 가동 중지 설계 조건입니다.

3. 풍력 규모 분류

3.1 용어

풍속: 단위 시간당 공기가 이동한 수평 거리. 일반적인 단위: m/s, km/h 또는 노트. (GB/T 28591-2012)
바람의 세기풍력은 일반적으로 풍력 등급으로 표현되는 풍속의 강도를 나타냅니다. 보퍼트 풍력 등급은 국제적으로 사용됩니다. (GB/T 28591-2012)

3.2 풍력 등급

GB/T 28591-2012에 따라 풍력 규모풍력은 0부터 17까지 18단계로 분류됩니다.

3.3 보퍼트 풍력 계급

보퍼트 풍력 계급은 프랜시스 보퍼트(1774~1857)가 1805년에 고안했으며 1946년에 확장되었습니다. 이 계급은 풍력 수준과 관측 가능한 지표면 특징을 연관시킵니다.

지형지물을 포함한 보퍼트 풍력 계급 6표 — *표 6. 지형적 특징을 고려한 보퍼트 풍력 계급 (출처: GB/T 28591-2012)*

4. 태풍 분류

태풍은 열대폭풍, 강한 열대폭풍, 태풍, 강한 태풍, 초강력 태풍의 5단계로 분류됩니다. 중심 부근의 최대 평균 풍속과 그에 따른 지표면 특징은 표 7에 자세히 나와 있습니다.

*표 7 태풍 분류 - 중심 부근 최대 평균 풍속 및 지형 특징 (출처: GB/T 43237-2023)*

5. 크레인 종류별 작동 풍속 제한

#	크레인 유형	기준	서비스 중 제한	서비스 중단 제한
1	일반 갠트리 크레인	GB/T 14406-2011	내륙 ≤150 Pa (F5), 해안 ≤250 Pa (F6)	—
2	전동식 호이스트 갠트리 크레인	JB/T 5663-2008	내륙 ≤150 Pa (F5), 해안 ≤250 Pa (F6)	≤800 Pa (F10)
3	RTG 컨테이너 크레인	GB/T 14783-2009	≤20 m/s (F6)	≤44 m/s (F11)
4	RMG 컨테이너 크레인	GB/T 19683-2005	≤20 m/s (F6)	—
5	선박-육상 컨테이너 크레인	GB/T 15361-2009	≤20 m/s (F6)	≤50 m/s (F12)
6	조선용 갠트리 크레인	GB/T 27997-2011	≤250 Pa (F6)	≤1,000 Pa (F11); 연안 정박 ≥55 m/s (F13)
7	브리지형 그랩 선박 하역기	GB/T 26475-2021	≤20 m/s (F6)	풍속 ≤49m/s (F12); 연안 정박 풍속 ≥55m/s (F13)
8	포털 크레인	GB/T 29560-2013	GB/T당 3811 표 15	GB/T당 3811 표 18
9	교량 거더 설치 기계	GB/T 26470-2011	횡단 ≥150 Pa (F5), 설치 ≥250 Pa (F6)	≥1,200 Pa (F11)
10	타워 크레인	GB/T 5031-2019	≤20m/s (F6); 발기 ≤12m/s (F5)	표 8을 참조하십시오.
11	트럭 크레인	JB/T 9738-2015	≤14.1m/s(F5); ≥15.5m/s에서 지브 수축; ≥20m/s에서 붐 수축(F6)	—
12	수력 발전소 갠트리 크레인	JB/T 6128-2008	표 9를 참조하십시오.	표 9를 참조하십시오.

*표 8 수력 발전소 갠트리 크레인 가동 중지 시 설계 풍압 및 풍속 (출처: JB/T 6128-2008)*

메모위의 1~12항에 나열된 풍속은 모두 설계 풍속, 즉 3초 돌풍 풍속이며, 이는 기상 풍력 분류 기준값의 1.5배 또는 1.4배에 해당합니다. 목록에 없는 크레인 유형의 경우 해당 제품 표준을 참조하십시오.

6. 오버헤드 크레인 풍하중 계산 요약

풍력	임계값(10분 평균)	3초 돌풍 대	설계 풍압	필수 조치
포스 6	10.8–13.8 m/s	20m/s	250 N/m²	경보 — 크레인이 최대 가동 설계 조건에 도달했습니다. 작업자에게 경고하여 상황을 모니터링하고 대비하십시오.
포스 7	13.9–17.1 m/s	약 22~25m/s	—	정지 및 잠금 — 풍속이 대부분의 크레인 설계 작동 한계를 초과했습니다. 모든 작동을 중지하고 수동 조작을 방지하십시오.
포스 8	17.2–20.7 m/s	28.3m/s	≥500 N/m²	강풍(열대 폭풍급)에는 모든 레일 클램프, 앵커 장치 및 폭풍 고정 장치를 사용하십시오.

내풍형 항만 크레인, 군용 크레인, 구조 크레인과 같은 특수한 경우에는 임계값이 다를 수 있습니다. 모든 표준 오버헤드 크레인 및 갠트리 크레인의 경우, 풍속 6/7/8 규칙이 적용됩니다.

7. 오버헤드 크레인 풍하중 계산: 주요 엔지니어링 고려 사항

정확한 오버헤드 크레인 풍하중 계산은 옥외 리프팅 장비의 안전한 설계, 작동 및 유지보수에 필수적입니다. 설계 풍속, 풍압, 하중 조합 및 작동 풍하중 한계를 정확하게 파악함으로써 엔지니어는 구조 설계를 최적화하고, 전복 방지 안정성을 향상시키며, 풍속계, 레일 클램프, 앵커 시스템 및 폭풍 고정 장치와 같은 적절한 풍해 방지 장치를 선택할 수 있습니다. 기상 풍속 데이터, 설계 풍압 및 크레인 작동 조건 간의 관계를 이해하는 것은 풍하중 관련 고장을 예방하고 안전한 리프팅 작업을 보장하는 데 매우 중요합니다.

GB/T 3811에 명시된 계산 방법 및 설계 요구사항과 GB/T 6067.1의 안전 규정 및 해당 크레인 제품 표준을 준수하면 제조업체, 설계자 및 유지보수팀은 오버헤드 크레인, 갠트리 크레인, RTG, RMG, 선박-육상 크레인 및 기타 옥외 리프팅 장비에 대한 신뢰할 수 있는 풍하중 평가 절차를 수립할 수 있습니다. 적절한 풍하중 계산은 작업 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라 장비 수명을 연장하고 열악한 환경 조건에서 장기적인 신뢰성을 강화합니다.

주요 참조 표준(중국 크레인 표준에 대한 문의):

GB/T 6067.1-2010 승강기기 안전규칙 - 제1부: 일반
GB/T 3811-2008 크레인 설계 규칙
GB/T 43237-2023 공공 기상 재해 예방 지침 - 태풍
GB/T 28591-2012 풍속계

크리스탈

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