《起重机 载荷与载荷组合的设计原则 第5部分：桥式和门式起重机gbt 22437.5-2021》详细解读

《起重机载荷与载荷组合的设计原则第5部分：桥式和门式起重机gb/t22437.5-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号5载荷与适用系数5.1常规载荷5.2偶然载荷contents目录5.3特殊载荷5.4其他载荷6适用的载荷、载荷组合和系数7加速效应的组合附录A(资料性)偏斜运行载荷:简化计算方法的假设参考文献011范围桥式起重机本标准适用于各种类型的桥式起重机，包括但不限于通用桥式起重机、防爆桥式起重机、冶金桥式起重机等。门式起重机同样适用于门式起重机，这类起重机通常在室外或大型仓库中使用，具有较大的作业范围和较高的起升高度。适用对象涉及起重机在正常工作条件下所承受的各种载荷，以及这些载荷可能产生的组合情况。载荷与载荷组合设计标准中明确规定了起重机在设计时必须满足的安全性和稳定性要求，以确保操作过程的安全可靠。安全性与稳定性考量涵盖内容不适用范围非标起重机针对非标准设计的起重机，需要根据具体情况进行额外评估和设计，本标准仅作为参考。特殊用途起重机对于某些特殊用途或特殊设计的起重机，如浮动起重机、塔式起重机等，本标准可能不完全适用。022规范性引用文件包括但不限于与起重机设计、制造、安全等方面的相关国家标准。国家标准涉及桥式和门式起重机的特定行业标准，如设计规范、试验方法等。行业标准可能引用的国际标准化组织（ISO）或其他国际机构发布的相关标准。国际标准引用文件的种类010203确保设计合规规范性引用文件为起重机载荷与载荷组合设计提供了基本要求和指导，确保设计符合行业规范和安全标准。统一技术要求通过引用相关标准，可以统一起重机设计、制造、试验等方面的技术要求，提高产品质量和安全性。促进国际贸易采用国际通用的标准有助于消除技术壁垒，促进起重机的国际贸易。引用文件的重要性如何应用引用文件010203在设计过程中，应详细查阅并遵循相关引用文件的要求，确保起重机的载荷与载荷组合设计满足标准规定。在制造和试验过程中，应严格按照引用文件中的规定执行，以保证起重机的质量和安全性。在产品检验和认证时，应提供符合引用文件要求的证明文件，以便顺利通过相关机构的审核。033术语和定义一种横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备，两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机又称龙门吊，是桥式起重机的一种变形，在港口货场得到广泛使用，主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。门式起重机3.1起重机额定载荷起重机在正常工作条件下允许起吊的最大重量。工作载荷起重机在实际作业中所承受的载荷，包括起吊物品、吊钩、索具等重量。3.2载荷基本载荷组合在正常工作条件下，起重机所承受的载荷组合，包括起吊载荷、自重载荷和风载荷等。特殊载荷组合在非正常工作条件下，如大风、地震等，起重机所承受的额外载荷组合。3.3载荷组合载荷系数在设计计算中，为了考虑各种不确定因素和安全性，所引入的系数。稳定性计算3.4设计与计算为确保起重机在各种工作状态下保持稳定，所进行的必要计算和分析。0102044符号起重机起升载荷，即起重机在正常工作条件下允许起升的最大质量。W动态载荷系数，用于考虑起重机在作业过程中由于加速、减速等因素产生的动态载荷效应。P风载荷，表示起重机在露天环境下工作时所受的风力影响。Q4.1载荷相关符号设计安全系数，为确保起重机结构安全可靠而设定的系数。S[σ]F材料的许用应力，表示材料在正常工作条件下所允许承受的最大应力值。结构所受的力，包括起重机自身重力、起升载荷、风载荷等。4.2设计与校核相关符号起重机的跨度，即起重机轨道两侧支点之间的距离。L起重机起升高度，即从起重机轨道面到吊钩最高点的垂直距离。H起重机行驶速度，表示起重机在轨道上行驶的快慢。v4.3其他符号055载荷与适用系数常规载荷由于某些异常情况（如碰撞、地震等）产生的临时性载荷，需要考虑其对起重机结构的影响。偶然载荷特殊载荷包括试验载荷、非工作状态下的风雪载荷等，是在特定条件下需要考虑的载荷。包括起重机自身重量、起升载荷、风载荷等，是起重机在正常工作状态下所承受的载荷。载荷分类与计算工作状态载荷组合根据起重机实际工作过程中的各种载荷情况，进行组合分析，以确定最不利的载荷组合。非工作状态载荷组合考虑起重机在非工作状态下可能承受的载荷，如风雪、地震等。载荷组合与工况考虑各种载荷的变动性和不确定性，对载荷进行修正的系数。载荷系数为确保起重机结构安全可靠，在设计时采用的保险系数，一般大于1。安全系数适用系数与安全系数VS根据起重机可能承受的最不利载荷组合，进行结构设计和强度校核。许用应力法通过比较结构在实际工作过程中产生的应力与材料的许用应力，来判断结构是否安全可靠。极限状态设计法设计与校核方法065.1常规载荷5.1.1自重载荷起重机金属结构的重量，包括主梁、端梁、小车架等。安装在起重机上的电气设备、安全装置及附属设备的重量。5.1.2起升载荷有效起重量指扣除吊钩、滑轮组等自重后，实际能吊起的物料重量。额定起重量指起重机在正常工作条件下，允许吊起的最大重量。工作状态风载荷起重机在工作状态下，受到的风力产生的载荷。015.1.3风载荷非工作状态风载荷起重机在非工作状态下（如停机、维修等），受到的风力产生的载荷。02温度载荷由于温度变化对起重机结构产生的影响，如热胀冷缩等。地震载荷在地震发生时，地震波对起重机产生的水平和垂直方向的载荷。惯性载荷由于起重机运动或物料运动产生的惯性力对结构产生的载荷。5.1.4其他载荷075.2偶然载荷偶然载荷的定义偶然载荷是指在起重机正常工作过程中，可能突然出现的、非持续性的载荷。这类载荷通常是由于外部环境因素或起重机自身某些特定操作引起的。偶然载荷的种类风载荷由于风力作用在起重机结构和吊重上产生的载荷。由于起重机在启动、制动或货物突然坠落等情况产生的瞬时载荷。冲击载荷在地震发生时，地震波对起重机结构和吊重产生的载荷。地震载荷偶然载荷的存在要求起重机设计必须具有足够的强度和稳定性，以承受这些突发性的额外载荷。在设计过程中，需要对各种偶然载荷进行充分的考虑和计算，确保起重机的安全可靠。偶然载荷对起重机设计的影响在起重机设计阶段，应通过详细的结构分析和计算，确定起重机在承受偶然载荷时的应力和变形情况。如何应对偶然载荷选择适当的材料和结构形式，以提高起重机抵抗偶然载荷的能力。在起重机的使用过程中，应严格遵守操作规程，避免产生过大的冲击和振动，从而减少偶然载荷的发生。085.3特殊载荷地震载荷的计算方法根据地震烈度、场地条件、起重机结构特点等因素，采用相应的计算方法确定地震载荷，为起重机的抗震设计提供依据。地震载荷的影响地震载荷是指地震对起重机产生的水平及垂直方向的作用力，设计时需考虑地震载荷对起重机结构和稳定性的影响。抗震设计原则应遵循相关的抗震设计规范，确保起重机在地震发生时能够保持结构完整性和稳定性，防止因地震造成的损坏或倒塌。地震载荷风载荷风载荷的作用风载荷是指风对起重机产生的水平方向的作用力，设计时需考虑风载荷对起重机稳定性的影响。抗风设计原则应遵循相关的抗风设计规范，通过合理的结构设计和配重设置，提高起重机的抗风能力，确保其在强风环境下的安全性和稳定性。风载荷的计算方法根据起重机所在地区的风速、风向、起重机结构形状等因素，采用相应的计算方法确定风载荷，为起重机的抗风设计提供依据。温度载荷温度载荷的影响温度载荷是指温度变化对起重机结构产生的影响，特别是金属材料的热胀冷缩效应，可能导致结构变形或应力集中等问题。温度载荷的考虑因素在设计过程中，需要考虑起重机所在地区的气候条件、季节变化以及起重机的工作环境温度等因素，合理确定温度载荷的取值。应对温度载荷的措施通过选用合适的材料和采取必要的结构措施，如预留热胀冷缩间隙、设置柔性连接等，以减小温度载荷对起重机结构的影响。同时，在制造和安装过程中也需要严格控制温度条件，确保起重机的质量和安全性。095.4其他载荷风载荷是指风对起重机结构和吊重产生的力。在设计起重机时，必须考虑风载荷的影响，以确保起重机在风中的稳定性和安全性。风载荷的计算需要考虑风的速度、方向和介质密度等因素。同时，对于不同类型的起重机，如桥式起重机和门式起重机，风载荷的影响也会有所不同。风载荷在设计中，需要采取相应的措施来减小风载荷对起重机的影响，如增加防风装置、优化结构设计等。为了减小惯性载荷的影响，可以采取一些措施，如优化运动控制算法、增加缓冲装置等。惯性载荷是由于起重机或吊重的加速或减速而产生的力。在起重机工作过程中，由于启动、制动或改变运动方向等原因，会产生惯性载荷。惯性载荷的大小取决于起重机的质量、加速度以及运动状态的变化。在设计中，需要考虑惯性载荷对起重机结构和安全性的影响。惯性载荷为了应对温度载荷，可以采取一些措施，如选择合适的材料、优化结构设计、增加温度补偿装置等。温度载荷是指由于温度变化对起重机结构产生的力。在温度变化较大的环境中，起重机的金属结构会受到热胀冷缩的影响，从而产生温度载荷。温度载荷的大小取决于温度变化的范围、材料的热胀冷缩系数以及结构的约束条件等因素。在设计中，需要考虑温度载荷对起重机结构的影响。温度载荷010203地震载荷是指地震对起重机结构产生的力。在地震发生时，起重机结构会受到地震波的影响，从而产生地震载荷。地震载荷的大小取决于地震的烈度、震中距离以及起重机的结构特性等因素。在设计中，需要考虑地震载荷对起重机结构的影响。为了提高起重机的抗震能力，可以采取一些措施，如增加结构的冗余度、优化抗震设计、加强结构的连接等。同时，在地震多发地区，还需要对起重机进行定期的抗震检查和维护。地震载荷106适用的载荷、载荷组合和系数附加载荷除正常工作载荷外，起重机在特定工作条件下所承受的额外载荷，如温度载荷、雪载荷等。特殊载荷在非常规工作条件下，起重机所承受的临时性或偶然性载荷，如地震载荷、试验载荷等。正常工作载荷起重机在正常工作条件下所承受的载荷，包括自重载荷、起升载荷、风载荷等。6.1载荷类型和定义载荷组合应考虑起重机在各种工作条件下的实际受力情况，确保起重机在承受多种载荷时仍能保持稳定性和安全性。在进行载荷组合时，应充分考虑各种载荷之间的相互影响，以及它们对起重机结构和性能的影响。6.2载荷组合原则载荷组合应根据起重机的使用环境和工况进行合理选择，以确保起重机的安全可靠运行。安全系数为确保起重机的安全运行，在设计中应引入安全系数，以考虑各种不确定因素和潜在风险。动载系数风载系数6.3系数确定方法考虑到起重机在运行过程中可能出现的动态效应，如起动、制动等，应引入动载系数以确保结构的动态安全性。对于室外使用的起重机，应考虑风载荷对起重机的影响，并引入风载系数进行设计和校核。117加速效应的组合加速效应是指起重机在操作过程中，由于加速或减速引起的附加载荷。定义根据加速效应产生的原因，可将其分为惯性力加速效应和风载荷加速效应。分类加速效应的定义与分类通过起重机的质量、加速度以及相应的动力学公式来计算。惯性力加速效应计算需考虑风速、风向以及起重机结构的风阻系数等因素。风载荷加速效应计算加速效应的计算方法加速效应对起重机设计的影响加速效应可能导致起重机倾覆或滑移，设计时需确保起重机的稳定性。稳定性要求加速效应会增加起重机的载荷，因此在设计时需考虑提高结构的强度。强度要求通过合理布置起重机结构，减小风阻系数，降低风载荷加速效应。优化结构布局采用高强度、轻质材料，减小起重机质量，从而降低惯性力加速效应。选用高性能材料在起重机上增设防风夹轨器、锚定装置等，提高起重机在风载荷作用下的稳定性。增设防风装置加速效应在设计中的优化措施12附录A(资料性)偏斜运行载荷:简化计算方法的假设轨道直线度在计算偏斜运行载荷时，假设起重机运行轨道为直线，且轨道的直线度符合相关标准。轨道平行度同时假设两条运行轨道相互平行，且在起重机运行过程中，轨道间的距离保持不变。假设一：起重机运行轨道的几何特性偏斜角度在计算偏斜运行载荷时，需要假设起重机在运行过程中可能出现的最大偏斜角度。这个角度通常基于起重机的设计参数、轨道的安装精度以及运行过程中的实际情况进行确定。偏斜方向除了偏斜角度外，还需要假设偏斜的方向。在实际情况中，起重机可能向轨道的任何一侧偏斜，因此需要进行全面的考虑。假设二：起重机运行过程中的偏斜情况均匀分布载荷在计算偏斜运行载荷时，通常假设起重机上的载荷是均匀分布的。这意味着在起重机发生偏斜时，各部分的载荷将按照相同的比例进行分配。局部集中载荷然而，在某些情况下，也需要考虑局部集中载荷的影响。例如，当起重机吊起一个重物时，该重物会对起重机的某一部分产生较大的载荷。在这种情况下，需要针对局部集中载荷进行额外的计算和分析。假设三：载荷分布的均匀性假设四：材料属性和安全系数的考虑材料属