การรับน้ำหนักโดยไม่ได้ตั้งใจของเครน: 5 กรณีการออกแบบในมาตรฐาน GB/T 3811-2008

ภาระที่เกิดขึ้นโดยไม่คาดคิดของเครน คือภาระที่ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยนักในระหว่างการใช้งานเครนตามปกติ แต่อาจเกิดขึ้นได้เป็นครั้งคราว ภาระเหล่านี้รวมถึงภาระที่เกิดจากลม หิมะ น้ำแข็ง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และการเอียงของเครนในระหว่างการใช้งาน โดยทั่วไปแล้ว ภาระเหล่านี้จะไม่ถูกนำมาพิจารณาในการคำนวณความเสียหายจากความล้า

บทความนี้สรุปประเภทของแรงกระทำโดยไม่คาดคิดต่อเครน 5 ประเภท และวิธีการคำนวณ ได้แก่ แรงด้านข้างในแนวนอน Ps ขณะเอียง แรงตามความลาดชัน แรงลม แรงหิมะและน้ำแข็ง และแรงที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

1. การรับน้ำหนักโดยไม่ได้ตั้งใจของเครนเนื่องจากการเอียง: Ps

แรงด้านข้างในแนวนอนที่เกิดขึ้นระหว่างการเอียงของเครน เป็นแรงที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราว ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาของอุปกรณ์นำทาง เช่น ลูกกลิ้งนำทางหรือขอบล้อ เมื่อเครนหรือรถเข็นแบบมีล้อเคลื่อนที่ไปตามแนวยาวหรือแนวขวางด้วยสภาวะคงที่

ที่ไหน:

• ∑P — ผลรวมของน้ำหนักบรรทุกสูงสุดของล้อ: ผลรวมของน้ำหนักบรรทุกสูงสุดของล้อที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งบนล้อที่เกี่ยวข้องกับระยะฐานล้อที่มีประสิทธิภาพบนส่วนท้ายของตัวรถด้านที่รับแรงด้านข้าง
• λ — สัมประสิทธิ์แรงด้านข้างในแนวนอน ขึ้นอยู่กับอัตราส่วน S/B (หรือ S/a) โดยที่ S คือช่วงความยาวของเครน B คือระยะฐานล้อของเครน และ a คือระยะฐานล้อที่มีประสิทธิภาพ จงหาค่า λ จากรูปด้านล่าง

สำหรับเครนหลายล้อ การใช้ระยะฐานล้อที่มีประสิทธิภาพ a แทนระยะฐานล้อของเครน B จะให้พื้นฐานที่สมเหตุสมผลกว่าสำหรับการคำนวณแรงด้านข้างในแนวนอน หลักการในการกำหนดระยะฐานล้อที่มีประสิทธิภาพมีระบุไว้ในข้อ D.2 ของ GB/T 3811-2008 หน้า 134–135

Ps เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการตรวจสอบการออกแบบชุดล้อแนวนอน สำหรับอาการผิดปกติและสาเหตุที่เกี่ยวข้อง โปรดดูคู่มือนี้ ล้อเครนเหนือศีรษะสึกกร่อนและรางเอียง.

2. การรับน้ำหนักตามความลาดชันของเครน

แรงกระทำต่อพื้นผิวลาดเอียงของเครน คือ ส่วนประกอบของน้ำหนักตัวเครนและน้ำหนักบรรทุกสูงสุดที่กระทำต่อพื้นผิวลาดเอียงของทางลาด ถนน หรือรางรถไฟ

1. เครนเคลื่อนที่: ในกรณีที่ต้องคำนวณ ให้พิจารณาสภาพถนนหรือพื้นดินจริงด้วย
2. เครนแบบติดตั้งบนราง รวมถึงเครนรถไฟ: หากความลาดชันของรางไม่เกิน 0.5% (0.29°) จะไม่พิจารณาภาระความลาดชัน แต่หากเกินกว่านั้น ให้คำนวณภาระความลาดชันโดยใช้ความลาดชันจริง
3. ตามค่าความคลาดเคลื่อนของความตรงของรางเครนด้านบนในตารางที่ 2 ของ GB/T 10183.1-2018 เครน—ล้อและรางเลื่อนและการเคลื่อนที่ ค่าความคลาดเคลื่อน—ส่วนที่ 1: ทั่วไปความลาดชันของรางเครนเหนือศีรษะหรือเครนโครงสร้างแบบติดตั้งบนรางไม่ควรเกิน 1/1000 สำหรับระดับความคลาดเคลื่อน 2 หรือ 0.5/1000 สำหรับระดับความคลาดเคลื่อน 1 เมื่อความเร็วในการเคลื่อนที่ของเครนเหนือศีรษะ ≥112 เมตร/นาที ส่วนความลาดชันของรางรถเข็นไม่ควรเกิน 0.5/1000 สำหรับระดับความคลาดเคลื่อน 2 หรือ 1 นี่เป็นการอนุมานที่เทียบเท่ากันและเป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนต้นฉบับ ไม่พบข้อกำหนดความลาดชันทั่วไปที่ชัดเจน
4. เครนยกโครงสร้างสำหรับงานต่อเรือ: ควรใช้รางเชื่อม และความลาดชันของรางเคลื่อนที่ต้องไม่เกิน 1/1000 (GB/T 27997-2026)
5. รถยกตู้คอนเทนเนอร์แบบ Reach stacker: ความลาดชันของพื้นไม่ควรเกิน 3% (GB/T 26474-2026)
6. เครนยกตู้คอนเทนเนอร์แบบล้อยาง: ความลาดชันของพื้นทางเดินไม่ควรเกิน 1% และความลาดชันเฉพาะจุดไม่ควรเกิน 3% (GB/T 14783-2009)

จากข้อกำหนดเหล่านี้ หากการติดตั้งรางในสถานที่นั้นเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง การคำนวณภาระความลาดชันสำหรับเครนที่ติดตั้งบนรางนั้นไม่จำเป็นหรือไม่? หากจำเป็นต้องคำนวณภาระความลาดชัน แสดงว่าสภาพการติดตั้งที่ระบุไม่เป็นไปตามมาตรฐานหรือไม่? นี่คือคำถามที่ยกขึ้นในบทความต้นฉบับ

3. แรงลมที่กระทำต่อเครน (PW)

ต้องพิจารณาแรงลมสำหรับเครนที่ใช้งานกลางแจ้ง โดยถือว่าแรงลมเป็นแรงคงที่ที่กระทำในทิศทางแนวนอนที่ไม่เอื้ออำนวยที่สุด เลือกแรงดันลมที่คำนวณได้ตามประเภทของเครนและพื้นที่ใช้งาน

3.1 แรงดันลมที่คำนวณได้

ที่ไหน:

• p — แรงดันลมที่คำนวณได้ มีหน่วยเป็นนิวตันต่อตารางเมตร (N/m²)
• Vs — ความเร็วลมที่คำนวณได้ หน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (ม./วินาที)

ความเร็วลมที่คำนวณได้คือความเร็วลมกระโชกที่ความสูง 10 เมตรเหนือพื้นดินโล่ง โดยแสดงเป็นความเร็วลมเฉลี่ยทันทีในช่วงเวลา 3 วินาที

ในสภาวะการใช้งานจริง ความเร็วลมกระโชกจะเท่ากับ 1.5 เท่าของความเร็วลมเฉลี่ยในช่วงเวลา 10 นาที

ในกรณีที่ระบบไม่พร้อมใช้งาน ความเร็วลมกระโชกจะเท่ากับ 1.4 เท่าของความเร็วลมเฉลี่ยในช่วงเวลา 10 นาที

3.2 แรงลมขณะใช้งาน PWⅡ

แรงลมขณะใช้งาน คือ แรงลมสูงสุดที่เครนจะต้องสามารถทนทานได้ขณะปฏิบัติงาน

แรงดันลมขณะใช้งานจะถือว่าคงที่ตลอดความสูงของเครน โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงตามความสูง

ในกรณีที่มีการใช้เครื่องวัดความเร็วลมเพื่อป้องกันการทำงานเกินความเร็วลมที่กำหนดไว้ โดยปกติแล้วจะติดตั้งเครื่องวัดความเร็วลมไว้ที่จุดสูงสุดของเครน

แรงดันลมขณะใช้งานที่คำนวณได้จะแบ่งออกเป็น PⅠ และ PⅡ โดยแรงดันลมและความเร็วลมที่เกี่ยวข้องแสดงไว้ด้านล่าง หากผู้ผลิตใช้ความเร็วลมหรือแรงดันลมที่แตกต่างจากค่าในตาราง จะต้องระบุค่าเหล่านั้นไว้ในเอกสารการออกแบบเครนและคู่มือการใช้งาน ในทางปฏิบัติ ข้อกำหนดทางเทคนิคของโครงการมักจะเป็นตัวกำหนด

• PⅠ คือแรงดันลมปกติที่คำนวณได้สำหรับสภาวะการใช้งานจริง ใช้ในการคำนวณค่าความต้านทานสำหรับการเลือกกำลังมอเตอร์และการตรวจสอบความร้อน
• PⅡ คือแรงดันลมสูงสุดที่คำนวณได้สำหรับสภาวะการใช้งานจริง ใช้ในการคำนวณความแข็งแรงของชิ้นส่วนกลไกและโครงสร้างโลหะ ความแข็งแกร่งและความมั่นคงของโครงสร้าง ความสามารถในการรับน้ำหนักเกินของระบบขับเคลื่อน ความเสถียรโดยรวมของเครนต่อการพลิคว่ำ และความปลอดภัยในการป้องกันการลื่นไถลต้านลม

3.3 แรงลมที่กระทำต่อเครนขณะใช้งาน

ที่ไหน:

• PWⅠ — แรงลมปกติที่กระทำต่อเครนขณะใช้งาน หน่วยเป็นนิวตัน (N)
• PWⅡ — แรงลมสูงสุดที่กระทำต่อเครนขณะใช้งาน หน่วยเป็นนิวตัน (N)
• C — สัมประสิทธิ์แรงลม
• PⅠ และ PⅡ — ค่าความดันลมขณะใช้งานที่คำนวณได้สองค่า หน่วยเป็น N/m²
• A — พื้นที่ด้านรับลมของส่วนประกอบเครนที่เป็นเนื้อแข็ง ตั้งฉากกับทิศทางลม มีหน่วยเป็นตารางเมตร (m²) โดยมีค่าเท่ากับพื้นที่ด้านรับลมตามโครงร่าง A0 คูณด้วยอัตราส่วนความหนาแน่น Φ ของด้านรับลม: A = A0Φ
• θ — มุมระหว่างทิศทางลมกับแกนตามยาวของส่วนประกอบหรือพื้นผิวของโครงสร้าง (θ≤90°) หน่วยเป็นองศา

แรงลมรวมที่กระทำต่อโครงสร้างเครน คือผลรวมของแรงลมที่กระทำต่อชิ้นส่วนแต่ละส่วนของเครน

1. สำหรับค่าสัมประสิทธิ์แรงลม C โปรดดูข้อ 4.2.2.3 ของ GB/T 3811-2008 ซึ่งรวมถึงค่าสัมประสิทธิ์แรงลมสำหรับชิ้นส่วนแต่ละชิ้น โครงสร้างโครงถักระนาบเดียว และหอคอยโครงตาข่ายสี่เหลี่ยม
2. พื้นที่รับลม A เกี่ยวข้องกับปัจจัยลดแรงต้านลม ตัวอย่างเช่น ในการคำนวณพื้นที่รับลมของคานหลักของเครนยกแบบคานคู่ ให้ดูที่ข้อ 4.2.2.3.6 ของ GB/T 3811-2008 ซึ่งครอบคลุมถึงการลดแรงต้านลมสำหรับชิ้นส่วนสองชิ้น การลดแรงต้านลมสำหรับชิ้นส่วนที่ระบุไว้ในมาตรฐานเดิม อัตราส่วนระยะห่าง และปัจจัยอื่นๆ

สำหรับการเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมหลังจากกำหนดภาระการออกแบบแล้ว โปรดดูที่ KSCRANE คู่มือการเลือกใช้ระบบป้องกันลมสำหรับเครนยกแบบโครงสร้าง.

3.4 แรงลมที่กระทำต่อสิ่งของที่ยกขึ้น

ที่ไหน:

• PWQⅠ — แรงลมปกติที่กระทำต่อวัตถุที่ยกขึ้นขณะใช้งาน หน่วยเป็นนิวตัน (N)
• PWQⅡ — แรงลมสูงสุดที่กระทำต่อวัตถุที่ยกขึ้นขณะใช้งาน หน่วยเป็นนิวตัน (N)
• AQ — พื้นที่รับลมสูงสุดของน้ำหนักบรรทุกที่ยกขึ้น หน่วยเป็นตารางเมตร (ม.²)

ในกรณีที่เครนยกของที่มีขนาดและรูปทรงเฉพาะ ให้คำนวณพื้นที่รับลมจากขนาดและรูปทรงที่เกี่ยวข้อง หากไม่ทราบพื้นที่ ให้ประมาณพื้นที่รับลมตามข้อ E.5 ของภาคผนวก E ใน GB/T 3811-2008

4. ปริมาณหิมะและน้ำแข็ง

จะต้องพิจารณาปริมาณหิมะและน้ำแข็งในบางภูมิภาค นอกจากนี้ยังต้องพิจารณาถึงพื้นที่รับลมที่เพิ่มขึ้นอันเนื่องมาจากน้ำแข็งและหิมะที่สะสมด้วย

5. ภาระที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

ส่วนนี้เป็นทฤษฎีและจัดทำขึ้นเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง โดยทั่วไปแล้วจะไม่พิจารณาภาระจากอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม จะต้องพิจารณาในบางพื้นที่ที่อุณหภูมิระหว่างการติดตั้งเครนแตกต่างจากอุณหภูมิระหว่างการใช้งานอย่างมาก หรือสำหรับโครงสร้างที่มีช่วงกว้างและไม่สามารถหาค่าคงที่ได้ทางสถิต ตัวอย่างเช่น เครนแบบโครงสร้างคานที่มีขาแข็งสองขาและช่วงกว้าง 30 เมตรขึ้นไป ในกรณีเช่นนี้ การขยายตัวหรือการหดตัวที่ถูกจำกัดของชิ้นส่วนโครงสร้างที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะสร้างภาระ การคำนวณอาจขึ้นอยู่กับข้อมูลที่เกี่ยวข้องที่ผู้ใช้ให้มา

6. มาตรฐาน GB/T 45680-2025 สำหรับการประเมินแรงลมที่กระทำต่อเครน

GB/T 45680-2025, เครน—การประเมินแรงลม(สอบถามเกี่ยวกับมาตรฐานเครนของจีน)มาตรฐาน ISO 4302:2016 เป็นมาตรฐานฉบับปรับปรุงใหม่ล่าสุดสำหรับการคำนวณแรงลมที่กระทำต่อเครน โดยเป็นการนำมาตรฐาน ISO 4302:2016 มาใช้ในรูปแบบดัดแปลง (Modified Adoption หรือ MOD) ประกาศใช้เมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม 2025 มีผลบังคับใช้เมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2025 และใช้สำหรับการคำนวณแรงลมที่กระทำต่อเครนทั้งในสภาวะใช้งานและนอกสภาวะใช้งาน

ความเร็วลมขณะใช้งานจะต้องเป็นความเร็วลมที่วัดได้ ณ จุดสูงสุดของเครน

สำหรับภาพรวมของอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ใช้หลังจากการประเมินแรงลม โปรดดูที่... อุปกรณ์เสริมสำหรับเครนยกโครงสร้างแบบโครงสร้างกันลม.

คริสตัล

ผู้เชี่ยวชาญด้านเครน OEM

ด้วยประสบการณ์ 8 ปีในการปรับแต่งอุปกรณ์การยก ได้ช่วยเหลือลูกค้ากว่า 10,000 รายในการตอบคำถามและข้อกังวลก่อนการขาย หากคุณมีความต้องการที่เกี่ยวข้อง โปรดติดต่อฉันได้เลย!

วอทส์แอพพ์: +86 199 1373 9708

อีเมล: krystalli@kscranegroup.com