Obliczanie obciążenia wiatrem suwnicy: kompletny przewodnik po prędkości wiatru, ciśnieniu wiatru i ograniczeniach projektowych

Obliczenia obciążenia wiatrem suwnicy są jednym z najważniejszych aspektów projektowania konstrukcji suwnicy i jej bezpiecznej eksploatacji na zewnątrz. Niezależnie od tego, czy projektujesz suwnice, suwniceW przypadku dźwigów kontenerowych typu RTG, RMG lub typu ship-to-shore, inżynierowie muszą dokładnie określić projektową prędkość wiatru, ciśnienie wiatru i robocze limity wiatru, aby zapewnić wytrzymałość konstrukcji, stabilność i odporność na wywrócenie. Nieprawidłowe obliczenia obciążenia wiatrem mogą skutkować nadmiernymi naprężeniami konstrukcyjnymi, wykolejeniem, poślizgiem, wywróceniem się dźwigu lub poważnymi uszkodzeniami sprzętu podczas silnych wiatrów lub tajfunów.

W niniejszym przewodniku wyjaśniono zasady inżynieryjne dotyczące obliczania obciążenia wiatrem dźwigów na podstawie norm GB/T 3811-2008, GB/T 6067.1-2010, GB/T 28591-2012 i GB/T 43237-2023, obejmując wzory na ciśnienie wiatru, konwersję prędkości wiatru, klasyfikację siły wiatru w skali Beauforta, kategorie tajfunów i ograniczenia prędkości wiatru dla różnych typów dźwigów.

1. Wymagania dotyczące anemometru i alarmu prędkości wiatru

1. W przypadku dźwigów wysokościowych pracujących na zewnątrz budynków anemometr należy zainstalować na dźwigu w podwyższonej pozycji od strony nawietrznej. (GB/T 6067.1, klauzula 9.6.1.1)
2. Dźwigi wysokościowe przeznaczone do pracy na zewnątrz budynków powinny być wyposażone w urządzenie alarmowe mierzące prędkość wiatru, które wyświetla chwilową prędkość wiatru i emituje sygnał alarmowy, gdy siła wiatru przekroczy próg prędkości wiatru projektowanego w trakcie eksploatacji. (Punkt 9.6.1.2)
3. Użytkowanie dźwigu jest zabronione, gdy prędkość wiatru przekracza maksymalną prędkość roboczą określoną przez producenta. (Klauzula 17.1)

2. Prędkość wiatru i ciśnienie wiatru projektowe

Projektowane ciśnienie wiatru w trakcie eksploatacji dzieli się na dwa poziomy:

• pⅠ — ciśnienie wiatru projektowane w normalnych warunkach pracy, stosowane do doboru mocy silnika (obliczanie rezystancji i weryfikacja termiczna)
• pⅡ — maksymalne ciśnienie wiatru projektowane w trakcie eksploatacji, stosowane do sprawdzania wytrzymałości, sztywności i stabilności elementów konstrukcyjnych, weryfikacji przeciążalności napędu oraz stabilności zapobiegającej wywróceniu się pojazdu i bezpieczeństwa antypoślizgowego w trakcie eksploatacji

pⅠ = 0,6 × pⅡ

Projektowe ciśnienie wiatru pⅢ w stanie spoczynku to maksymalne ciśnienie wiatru, jakie dźwig musi wytrzymać w stanie spoczynku. Jest ono wykorzystywane do kontroli wytrzymałości w stanie spoczynku, weryfikacji stateczności przed wywróceniem oraz projektowania zacisków szynowych, urządzeń kotwiących i kotew sztormowych.

Podstawowa zależność między ciśnieniem wiatru a prędkością wiatru (dotyczy zarówno warunków eksploatacji, jak i wyłączenia z eksploatacji):

p = 0,625 × Vs²

Kluczowa relacja konwersji: Projektowa prędkość wiatru Vs to 3-sekundowy podmuch mierzony na wysokości 10 m w terenie otwartym. W warunkach eksploatacyjnych Vs = średnia prędkość wiatru w ciągu 10 minut × 1,5 (patrz tabela 3). W warunkach poza eksploatacją Vs = średnia prędkość wiatru w ciągu 10 minut × 1,4 (patrz tabela 4). Średnia prędkość wiatru w ciągu 10 minut stanowi odniesienie dla meteorologicznej skali siły wiatru.

Pochodzenie rdzenia

Z tabel 2 i 3 dla dźwigów pracujących w normalnych warunkach wietrznych:

• Maksymalne obliczeniowe ciśnienie wiatru: 250 N/m²
• Maksymalna prędkość wiatru projektowa (poryw): 20 m/s
• Odpowiednia siła wiatru: siła 6

Dlatego alarm dotyczący prędkości wiatru musi zostać uruchomiony przy sile wiatru wynoszącej 6 stopni w skali Beauforta — jest to graniczna prędkość podmuchów, na jaką konstrukcja i stabilność dźwigu są zaprojektowane podczas normalnej eksploatacji.

Z tabeli 4, dla dźwigów śródlądowych wyłączonych z eksploatacji:

• Minimalne ciśnienie wiatru w stanie wyłączonym z eksploatacji: 500 N/m²
• Minimalna prędkość wiatru projektowana w stanie wyłączonym z eksploatacji (poryw): 28,3 m/s
• Odpowiednia siła wiatru: siła 8

Dlatego dźwig musi być zakotwiczony przy sile 8 — jest to minimalny stan projektowy uniemożliwiający eksploatację dźwigów śródlądowych.

3. Klasyfikacja skali siły wiatru

3.1 Terminologia

• Prędkość wiatru: pozioma odległość pokonywana przez powietrze w jednostce czasu. Popularne jednostki: m/s, km/h lub węzły. (GB/T 28591-2012)
• Siła wiatru: intensywność wiatru, powszechnie wyrażana w jednostkach skali siły wiatru. Skala Beauforta jest stosowana na całym świecie. (GB/T 28591-2012)

3.2 Skala siły wiatru

Zgodnie z GB/T 28591-2012 Skala siły wiatruSiłę wiatru klasyfikuje się według 18 poziomów: od 0 do 17.

3.3 Skala siły wiatru w Beaufort

Skalę Beauforta opracował Francis Beaufort (1774–1857) w 1805 r. i rozszerzył w 1946 r. Pozwala ona na powiązanie poziomu siły wiatru z obserwowalnymi cechami powierzchni lądu.

4. Klasyfikacja tajfunów

Tajfuny klasyfikuje się według pięciu poziomów intensywności: burza tropikalna, silna burza tropikalna, tajfun, silny tajfun i supertajfun. Maksymalne średnie prędkości wiatru w pobliżu centrum i odpowiadające im cechy powierzchni terenu zostały szczegółowo opisane w tabeli 7.

5. Ograniczenia prędkości wiatru podczas pracy dźwigu według typu

NotatkaPrędkości wiatru wymienione w punktach 1–12 powyżej to prędkości obliczeniowe wiatru – tj. prędkości w porywach trwających 3 sekundy, które stanowią 1,5- lub 1,4-krotność wartości odniesienia klasyfikacji meteorologicznej siły wiatru. W przypadku typów dźwigów niewymienionych w tabeli należy zapoznać się z odpowiednią normą produktu.

6. Podsumowanie obliczeń obciążenia wiatrem suwnicy

7. Obliczanie obciążenia wiatrem suwnicy: kluczowe wnioski inżynierskie

Dokładne obliczenie obciążenia wiatrem suwnicy jest podstawą bezpiecznego projektowania, obsługi i konserwacji urządzeń dźwigowych pracujących na zewnątrz. Dzięki prawidłowemu określeniu projektowej prędkości wiatru, ciśnienia wiatru, kombinacji obciążeń i roboczych limitów wiatru, inżynierowie mogą zoptymalizować projekt konstrukcyjny, poprawić stabilność zabezpieczającą przed wywróceniem oraz dobrać odpowiednie urządzenia zabezpieczające przed wiatrem, takie jak anemometry, zaciski szynowe, systemy kotwiące i mocowania sztormowe. Zrozumienie zależności między danymi meteorologicznymi dotyczącymi wiatru, projektowym ciśnieniem wiatru i warunkami pracy suwnicy jest równie ważne dla zapobiegania awariom związanym z wiatrem i zapewnienia bezpieczeństwa operacji podnoszenia.

Przestrzeganie metod obliczeniowych i wymagań projektowych określonych w normie GB/T 3811, wraz z przepisami bezpieczeństwa normy GB/T 6067.1 oraz obowiązującymi normami dotyczącymi dźwigów, umożliwia producentom, projektantom i zespołom konserwacyjnym opracowanie niezawodnych procedur oceny obciążenia wiatrem dla suwnic pomostowych, suwnic bramowych, suwnic platformowych (RTG), suwnic platformowych (RMG), suwnic nabrzeżnych (ship-to-shore) i innych urządzeń dźwigowych pracujących na zewnątrz. Prawidłowe obliczenie obciążenia wiatrem nie tylko poprawia bezpieczeństwo operacyjne, ale także wydłuża żywotność urządzeń i poprawia ich długoterminową niezawodność w trudnych warunkach środowiskowych.

Główne standardy odniesienia(Zapytanie o chińskie normy dotyczące dźwigów):

• GB/T 6067.1-2010 Zasady bezpieczeństwa dla urządzeń dźwigowych — Część 1: Postanowienia ogólne
• GB/T 3811-2008 Zasady projektowania dźwigów
• GB/T 43237-2023 Wytyczne dotyczące zapobiegania katastrofom meteorologicznym w miejscach publicznych — Tajfun
• GB/T 28591-2012 Skala wiatru

kryształowy

Ekspert OEM dźwigów

Dzięki 8-letniemu doświadczeniu w dostosowywaniu sprzętu dźwigowego pomogłem ponad 10 000 klientów w przypadku pytań i wątpliwości przedsprzedażowych. Jeśli masz jakiekolwiek powiązane potrzeby, skontaktuj się ze mną!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-mail: krystalli@kscranegroup.com