Olycksfallsbelastningar från kranar: 5 konstruktionsfall i GB/T 3811-2008

Kranolyckslaster är laster som inte uppstår ofta under normal krandrift men som kan uppstå sporadiskt. De inkluderar laster orsakade av vind, snö, is, temperaturförändringar och kranens snedställning under drift. Dessa laster beaktas i allmänhet inte i beräkningar av utmattningsbrott.

Denna artikel sammanfattar fem typer av kranolyckslaster och deras beräkningsmetoder: horisontell sidolast Ps vid snedställning, lutningslast, vindlast, snö- och islast samt last orsakad av temperaturförändringar.

1. Kranens oavsiktliga belastning från snedställning: Ps

Den horisontella sidolast som genereras vid kranens snedställning är en tillfällig belastning som orsakas av reaktionen från en styranordning, såsom en styrrulle eller hjulfläns, när en hjulförsedd kran eller vagn rör sig i längd- eller tvärriktningen i ett stationärt tillstånd.

Där:

• ∑P — Summa av de maximala hjullasterna: summan av de frekvent förekommande maximala hjullasterna på hjulen som är förknippade med den effektiva hjulbasen på ändvagnen på den sida som utsätts för sidolastningen.
• λ — Horisontell sidlastkoefficient. Den beror på förhållandet S/B (eller S/a), där S är kranens spännvidd, B är kranens hjulbas och a är den effektiva hjulbasen. Bestäm λ från figuren nedan.

För en kran med flera hjul ger användningen av den effektiva hjulbasen a istället för kranens hjulbas B en mer rimlig grund för att beräkna den horisontella sidokraften. Principerna för att bestämma den effektiva hjulbasen finns i klausul D.2 i GB/T 3811-2008, sidorna 134–135.

Ps ger en teoretisk grund för att kontrollera konstruktionen av den horisontella hjuluppsättningen. För relaterade driftssymptom och orsaker, se denna guide till traverskranhjul som gnager och skevar räls.

2. Kranens lutningsbelastning

En kranlutningslast är den komponent av kranens egenvikt och nominella lyftlast som verkar längs den lutande ytan på en sluttning, väg eller räls.

1. Mobilkranar: Där beräkning krävs, beakta de faktiska väg- eller markförhållandena.
2. Rälsmonterade kranar, inklusive järnvägskranar: Om spårets lutning inte överstiger 0,5% (0,29°) beaktas inte lutningslasten. Annars beräknas lutningslasten med hjälp av den faktiska lutningen.
3. Enligt toleranserna för kranskenans övre rakhet i tabell 2 i GB/T 10183.1-2018, Kranar – Toleranser för hjul och åk- och traversbanor – Del 1: Allmänt, lutningen på en rälsmonterad travers- eller portalkransbana bör inte överstiga 1/1000 för toleransklass 2, eller 0,5/1000 för toleransklass 1 när traverskranens förflyttningshastighet är ≥112 m/min. Rörspårets lutning bör inte överstiga 0,5/1000 för toleransklass 2 eller 1. Detta är en likvärdig slutsats och den ursprungliga författarens personliga åsikt; inget uttryckligt generellt lutningskrav har hittats.
4. Portalkran för skeppsbyggnad: Svetsade räls bör användas och körspårets lutning bör inte överstiga 1/1000 (GB/T 27997-2026).
5. Reachstacker: Marklutningen bör inte överstiga 3% (GB/T 26474-2026).
6. Gummidäckscontainerportalkran: Marklutningen på färdvägen bör inte överstiga 1%, och den lokala lutningen bör inte överstiga 3% (GB/T 14783-2009).

Baserat på dessa krav, om spårinstallationen på plats uppfyller gällande standard, är det då onödigt att beräkna lutningslasten för en rälsmonterad kran? Om lutningslasten måste beräknas, indikerar detta att det angivna installationsförhållandet inte uppfyller standarden? Detta är frågor som togs upp i den ursprungliga artikeln.

3. Kranvindbelastning PW

Vindlast ska beaktas för kranar som arbetar utomhus. Vindlast antas vara en statisk last som verkar i den mest ogynnsamma horisontella riktningen. Välj det beräknade vindtrycket enligt krantyp och driftområde.

3.1 Beräknat vindtryck

Där:

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

Den beräknade vindhastigheten är byvindens hastighet på en höjd av 10 m över öppen terräng, uttryckt som den genomsnittliga momentana vindhastigheten över ett 3-s-intervall.

För driftförhållanden är byvindhastigheten 1,5 gånger medelvindhastigheten över ett 10-minutersintervall.

För urdriftsläget är byvindhastigheten 1,4 gånger medelvindhastigheten över ett 10-minutersintervall.

3.2 Vindbelastning PWⅡ under drift

Vindlasten under drift är den maximala vindkraft som en kran ska kunna motstå under drift.

Vindtrycket under drift antas vara konstant över kranens fulla höjd, utan hänsyn till variationer med höjden.

Där en vindhastighetsmätare används för att förhindra drift över den begränsande vindhastigheten, installeras den normalt på kranens högsta punkt.

Det beräknade vindtrycket under drift är uppdelat i PⅠ och PⅡ. Motsvarande vindtryck och vindhastigheter visas nedan. Om en tillverkare använder vindhastigheter eller vindtryck som skiljer sig från de tabellerade värdena, ska dessa värden anges i kranens konstruktionsdokumentation och bruksanvisning. I praktiken gäller normalt projektets tekniska specifikation.

• PⅠ är det normala beräknade vindtrycket för driftförhållandena. Det används för att beräkna resistans för val av motoreffekt och för termisk verifiering.
• PⅡ är det maximala beräknade vindtrycket för driftförhållandena. Det används för att beräkna hållfastheten hos mekanismkomponenter och metallkonstruktioner, strukturell styvhet och stabilitet, överbelastningskapacitet för drivningen, kranens totala stabilitet mot vältning och vindtålig halkskydd.

3.3 Vindlast under drift som verkar på kranen

Där:

• PWⅠ — Normal vindlast som verkar på kranen under drift, i newton (N).
• PWⅡ — Maximal vindlast som verkar på kranen under drift, i newton (N).
• C — Vindkraftskoefficient.
• PⅠ och PⅡ — De två beräknade vindtrycken under drift, i N/m².
• A — Krankomponentens fasta vindyta vinkelrätt mot vindriktningen, i kvadratmeter (m²). Den är lika med den konturmässiga vindytan A0 multiplicerad med soliditetsförhållandet Φ för vindytan: A=A0Φ.
• θ — Vinkeln mellan vindriktningen och komponentens eller konstruktionens längsgående axel (θ≤90°), i grader.

Den totala vindlasten på krankonstruktionen är summan av de vindlaster som verkar på dess enskilda delar.

1. För vindkraftskoefficienten C, se klausul 4.2.2.3 i GB/T 3811-2008. Den inkluderar vindkraftskoefficienter för enskilda element, fackverkskonstruktioner i ett plan och fyrkantiga gittertorn.
2. Lovartan A är relaterad till skärmningsreduktionsfaktorn. För till exempel beräkning av lovartan för huvudbalkarna i en dubbelbalksportalkran, se klausul 4.2.2.3.6 i GB/T 3811-2008. Den täcker skärmningsreduktion för två element, skärmningsreduktion för de element som anges i den ursprungliga standarden, avståndsförhållanden och andra faktorer.

För praktiskt val av utrustning efter att den dimensionerande belastningen har fastställts, se KSCRANE. Guide till val av vindskyddssystem för portalkranar.

3.4 Vindlast som verkar på den lyfta lasten

Där:

• PWQⅠ — Normal vindlast under drift som verkar på den lyfta lasten, i newton (N).
• PWQⅡ — Maximal vindlast under drift som verkar på den lyfta lasten, i newton (N).
• AQ — Maximal vindriktad area av den lyfta lasten, i kvadratmeter (m²).

Om en kran hanterar laster med specifika dimensioner och former, bestäm den lovartade arean utifrån motsvarande dimensioner och profil. Om arean inte är känd, uppskatta den lovartade arean i enlighet med klausul E.5 i bilaga E i GB/T 3811-2008.

4. Snö- och islaster

Snö- och islaster ska beaktas i vissa regioner. Ökningen av den vindriktade ytan orsakad av ackumulerad is och snö ska också beaktas.

5. Belastningar orsakade av temperaturförändringar

Detta avsnitt är teoretiskt och avses som referens. Temperaturbelastning beaktas generellt inte. Den bör dock beaktas i vissa områden där temperaturen under kraninstallation skiljer sig kraftigt från temperaturen under användning, eller för statiskt obestämda konstruktioner med stora spännvidder. Ett exempel är en portalkran med två styva ben och ett spännvidd på 30 m eller mer. I sådana fall genererar begränsad expansion eller sammandragning av konstruktionselement orsakad av temperaturförändringar en last. Beräkningen kan baseras på relevant information som tillhandahålls av användaren.

6. GB/T 45680-2025 för bedömning av kranvindbelastning

GB/T 45680-2025, Kranar – bedömning av vindlast(fråga om kinesiska kranstandarder), är en nyutvecklad förstautgåva av standarden för beräkning av kranvindlaster. Det är en modifierad antagande (MOD) av ISO 4302:2016. Den utfärdades den 30 maj 2025, trädde i kraft den 1 december 2025 och gäller för beräkning av vindlaster på kranar både i drift och ur drift.

Vindhastigheten under drift ska vara den vindhastighet som mäts vid kranens högsta punkt.

För en översikt över tillgänglig hårdvara som används efter vindlastbedömning, se Tillbehör för vindtäta portalkranar.

krystal

Kran OEM expert

Med 8 års erfarenhet av att skräddarsy lyftutrustning, hjälpte 10 000+ kunder med deras frågor och funderingar före försäljningen, om du har några relaterade behov är du välkommen att kontakta mig!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-post: krystalli@kscranegroup.com