Kranutfallsbelastninger: 5 designtilfeller i GB/T 3811-2008

Kranulykkeslaster er laster som ikke forekommer ofte under normal krandrift, men som kan oppstå av og til. De inkluderer laster forårsaket av vind, snø, is, temperaturendringer og kranens skjevhet i drift. Disse lastene tas vanligvis ikke med i beregninger av utmattingsbrudd.

Denne artikkelen oppsummerer fem typer kranulykkeslaster og deres beregningsmetoder: horisontal sidelast Ps under skjevhet, gradientlast, vindlast, snø- og islast og last forårsaket av temperaturendringer.

1. Kranens utilsiktede belastning fra skjevhet: Ps

Den horisontale sidelasten som genereres under kranens skjevhet er en sporadisk belastning forårsaket av reaksjonen fra en styringsanordning, for eksempel en styringsrulle eller hjulflens, når en hjulkran eller løpekatt beveger seg i lengderetningen eller på tvers i en stødig tilstand.

Hvor:

• ∑P — Sum av maksimale hjullaster: summen av de hyppig forekommende maksimale hjullastene på hjulene knyttet til den effektive akselavstanden på endevognen på den siden som er utsatt for sidebelastningen.
• λ — Horisontal sideveis lastkoeffisient. Den avhenger av forholdet S/B (eller S/a), hvor S er kranens spennvidde, B er kranens akselavstand og a er den effektive akselavstanden. Bestem λ fra figuren nedenfor.

For en kran med flere hjul gir bruk av effektiv akselavstand a i stedet for kranens akselavstand B et mer rimelig grunnlag for å beregne horisontal sidekraft. Prinsippene for å bestemme effektiv akselavstand er gitt i klausul D.2 i GB/T 3811-2008, side 134–135.

Ps gir et teoretisk grunnlag for å kontrollere utformingen av den horisontale hjulenheten. For relaterte driftssymptomer og årsaker, se denne veiledningen til gnaging av hjul på traverskran og skjevhet i skinnen.

2. Krangradientbelastning

En krangradientlast er komponenten av kranens egenvekt og nominelle løftelast, som virker langs den skrånende overflaten av en skråning, vei eller skinne.

1. Mobilkraner: Der det er nødvendig med beregning, ta hensyn til de faktiske vei- eller grunnforholdene.
2. Skinnemonterte kraner, inkludert jernbanekraner: Der sporets stigning ikke overstiger 0,5% (0,29°), tas ikke stigningslasten med i betraktning. Ellers beregnes stigningslasten ved hjelp av den faktiske stigningsgradienten.
3. I henhold til toleransene for kranskinnens øvre retthet i tabell 2 i GB/T 10183.1-2018, Kraner – Toleranser for hjul og kjøre- og traversbaner – Del 1: Generelt, skal stigningen på et skinnemontert travers- eller portalkranspor ikke overstige 1/1000 for toleranseklasse 2, eller 0,5/1000 for toleranseklasse 1 når traverskranens kjørehastighet er ≥112 m/min. Stigningen på trolleybanen skal ikke overstige 0,5/1000 for toleranseklasse 2 eller 1. Dette er en tilsvarende slutning og den opprinnelige forfatterens personlige mening; det ble ikke funnet noe eksplisitt generelt stigningskrav.
4. Skipsbyggingsportalkran: Sveisede skinner skal brukes, og kjøresporets helling skal ikke overstige 1/1000 (GB/T 27997-2026).
5. Reachstacker: Bakkehellingen skal ikke overstige 3% (GB/T 26474-2026).
6. Containerportalkran med gummihjul: Bakkestigningen på kjørebanen skal ikke overstige 1%, og den lokale stigningen skal ikke overstige 3% (GB/T 14783-2009).

Basert på disse kravene, hvis sporinstallasjonen på stedet er i samsvar med gjeldende standard, er det da unødvendig å beregne stigningslasten for en skinnemontert kran? Hvis stigningslasten må beregnes, indikerer dette at den spesifiserte installasjonsbetingelsen ikke er i samsvar med standarden? Dette er spørsmål som ble reist i den opprinnelige artikkelen.

3. Kranvindbelastning PW

Vindlast skal tas i betraktning for kraner som opererer utendørs. Vindlast antas å være en statisk last som virker i den mest ugunstige horisontale retningen. Velg det beregnede vindtrykket i henhold til krantype og driftsområde.

3.1 Beregnet vindtrykk

Hvor:

• p — Beregnet vindtrykk, i newton per kvadratmeter (N/m²).
• Vs — Beregnet vindhastighet, i meter per sekund (m/s).

Den beregnede vindhastigheten er vindkasthastigheten i en høyde på 10 m over åpent terreng, uttrykt som den gjennomsnittlige øyeblikkelige vindhastigheten over et intervall på 3 sekunder.

For driftstilstanden er vindkasthastigheten 1,5 ganger gjennomsnittsvindhastigheten over et intervall på 10 minutter.

For tilstanden utenfor drift er vindkasthastigheten 1,4 ganger gjennomsnittsvindhastigheten over et intervall på 10 minutter.

3.2 Vindlast PWⅡ i drift

Vindlasten i drift er den maksimale vindkraften en kran skal kunne motstå under drift.

Vindtrykket i drift antas å være konstant over kranens fulle høyde, uten å ta hensyn til variasjon med høyden.

Der det brukes en vindhastighetsmåler for å forhindre drift over den begrensende vindhastigheten, installeres den vanligvis på kranens høyeste punkt.

Det beregnede vindtrykket under drift er delt inn i PⅠ og PⅡ. Tilsvarende vindtrykk og vindhastigheter er vist nedenfor. Hvis en produsent bruker vindhastigheter eller vindtrykk som er forskjellige fra de tabellførte verdiene, skal disse verdiene angis i kranens designdokumentasjon og driftsinstruksjoner. I praksis er det vanligvis prosjektets tekniske spesifikasjon som gjelder.

• PⅠ er det normale beregnede vindtrykket for driftstilstanden. Det brukes til å beregne motstand for valg av motoreffekt og for termisk verifisering.
• PⅡ er det maksimale beregnede vindtrykket for driftstilstanden. Det brukes til å beregne styrken til mekanismekomponenter og metallkonstruksjoner, strukturell stivhet og stabilitet, overbelastningskapasitet for drivverket, generell kranstabilitet mot velting og vindbestandig sklisikring.

3.3 Vindlast under drift som virker på kranen

Hvor:

• PWⅠ — Normal vindlast som virker på kranen under drift, i newton (N).
• PWⅡ — Maksimal vindlast som virker på kranen under drift, i newton (N).
• C — Vindkraftkoeffisient.
• PⅠ og PⅡ – De to beregnede vindtrykkene under drift, i N/m².
• A — Helhetsarealet av krankomponenten i vindretningen vinkelrett på vindretningen, i kvadratmeter (m²). Det er lik det konturmessige vindarealet A0 multiplisert med soliditetsforholdet Φ for vindflaten: A=A0Φ.
• θ — Vinkelen mellom vindretningen og komponentens lengdeakse eller konstruksjonens overflate (θ≤90°), i grader.

Den totale vindlasten på krankonstruksjonen er summen av vindlastene som virker på de enkelte delene.

1. For vindkraftkoeffisienten C, se klausul 4.2.2.3 i GB/T 3811-2008. Den inkluderer vindkraftkoeffisienter for individuelle elementer, enkeltplans fagverkskonstruksjoner og firkantede gittertårn.
2. Vindområdet A er relatert til skjermingsreduksjonsfaktoren. For eksempel, for beregning av vindområdet til hovedbjelkene i en dobbeltbjelkeportalkran, se klausul 4.2.2.3.6 i GB/T 3811-2008. Den dekker skjermingsreduksjon for to medlemmer, skjermingsreduksjon for medlemmene som er oppført i den opprinnelige standarden, avstandsforhold og andre faktorer.

For praktisk utstyrsvalg etter at den designmessige lasten er etablert, se KSCRANE Veiledning for valg av vindbeskyttelsessystem for portalkraner.

3.4 Vindlast som virker på den løftede lasten

Hvor:

• PWQⅠ — Normal vindlast under drift som virker på den løftede lasten, i newton (N).
• PWQⅡ — Maksimal vindlast under drift som virker på den løftede lasten, i newton (N).
• AQ — Maksimalt vindvendt areal av den løftede lasten, i kvadratmeter (m²).

Der en kran håndterer last med spesifikke dimensjoner og former, bestem vindområdet fra de tilsvarende dimensjonene og profilen. Der arealet ikke er kjent, estimer vindområdet i samsvar med punkt E.5 i vedlegg E i GB/T 3811-2008.

4. Snø- og isbelastninger

Snø- og isbelastninger skal tas i betraktning i visse regioner. Økningen i vindvendt areal forårsaket av akkumulert is og snø skal også tas i betraktning.

5. Belastninger forårsaket av temperaturendringer

Denne delen er teoretisk og er kun ment som referanse. Temperaturbelastning tas vanligvis ikke med i betraktning. Den skal imidlertid tas i betraktning i visse områder der temperaturen under kraninstallasjon avviker sterkt fra temperaturen under bruk, eller for statisk ubestemte konstruksjoner med stort spenn. Et eksempel er en portalkran med to stive ben og et spenn på 30 m eller mer. I slike tilfeller genererer begrenset utvidelse eller sammentrekning av konstruksjonselementer forårsaket av temperaturendringer en last. Beregningen kan være basert på relevant informasjon gitt av brukeren.

6. GB/T 45680-2025 for vurdering av kranvindbelastning

GB/T 45680-2025, Kraner – vurdering av vindlast(spørsmål om kinesiske kranstandarder), er en nyutviklet førsteutgave av standarden for beregning av vindlast på kraner. Det er en modifisert adopsjon (MOD) av ISO 4302:2016. Den ble utgitt 30. mai 2025, trådte i kraft 1. desember 2025, og gjelder for beregning av vindlaster på kraner både i drift og ute av drift.

Vindhastigheten under drift skal være vindhastigheten målt på kranens høyeste punkt.

For en oversikt over tilgjengelig maskinvare som brukes etter vindlastvurdering, se Tilbehør til vindtette portalkraner.

krystal

Kran OEM-ekspert

Med 8 års erfaring i å tilpasse løfteutstyr, hjalp 10 000+ kunder med deres spørsmål og bekymringer før salg, hvis du har noen relaterte behov, kan du gjerne kontakte meg!

Hva skjer: +86 199 1373 9708

E-post: krystalli@kscranegroup.com