ГОСТ 28609-90
Группа Г02
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
КРАНЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ
Основные положения расчета
Cranes. Basic provisions of design*
________________
* Поправка (ИУС N 12-2017)
МКС 53.020.20
ОКП 31 5000
Дата введения 1992-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.07.90 N 2111
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2008 г.
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 12, 2017 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Настоящий стандарт распространяется на краны мостового типа и консольные и устанавливает рекомендуемые основные положения расчета с целью обеспечения надежности при установке, монтаже и эксплуатации кранов.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Расчеты кранов и их элементов должны выполняться в соответствии с утвержденной нормативно-технической документацией. В обоснованных случаях допускается проводить расчеты на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований или с использованием инженерных методик.
1.2. Результаты расчета должны обеспечивать сохранение несущей способности крана и его элементов, а также надежности при заданных эксплуатационных характеристиках в течение установленного срока службы, при условии изготовления, установки и использования крана в соответствии с требованиями нормативно-технической и эксплуатационной документации.
1.3. При расчете кранов следует учитывать следующие расчетные ситуации:
установившуюся, имеющую продолжительность того же порядка, что и срок службы крана или срок его соответствующих элементов до списания или до капитального ремонта (если таковой производится);
переходную, имеющую продолжительность, небольшую по сравнению со сроком службы крана (например, транспортировка и монтаж крана, использование технологического крана для монтажных работ);
аварийную, характеризующуюся малой вероятностью появления и продолжительностью (например, обусловленную столкновением кранов, внезапным отказом какого-либо элемента конструкции).
Указанные расчетные ситуации определяют выбор соответствующих расчетных схем и условий нагружения кранов и их элементов, виды предельных состояний и других показателей, определяющих несущую способность и работоспособность конструкций.
1.4. Принятый метод расчета, а также используемые для расчета исходные данные должны учитывать возможную изменчивость действующих нагрузок, геометрических и механических свойств материала за срок службы крана или его элемента (например, возможность увеличения массы конструкции вследствие проводимых в ходе эксплуатации модернизации, уменьшения сечений элементов вследствие износа и коррозии).
1.5. Для учета степени ответственности кранов и их элементов, а также последствий, связанных с их возможным отказом, устанавливаются следующие классы ответственности, определяемые назначением класса или его элементов.
класс 1 - краны и элементы конструкции особо высокой ответственности;
класс 2 - краны и элементы конструкции высокой ответственности;
класс 3 - краны и элементы конструкции нормальной ответственности.
Классы ответственности приведены в приложении.
Класс ответственности учитывают при определении показателей, регламентирующих расчетные значения нагрузок путем введения коэффициента надежности по назначению.
2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА
2.1. Для расчета кранов и их элементов используют выраженные в детерминированной форме методы предельных состояний (для металлических конструкций) и допускаемых напряжений (для механизмов).
2.2. При наличии необходимых исходных данных допускается для расчета кранов и их элементов применять вероятностные методы.
2.3. Входящие в расчетные зависимости показатели рекомендуется находить как случайные величины или как случайные процессы.
3. УСЛОВИЯ СОХРАНЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
3.1. Основным условием сохранения несущей способности элементов металлических конструкций и механизмов является соблюдение требования, что действующие в элементе усилия не превышают его несущей способности.
В соответствии с характером напряжения и особенностями выполнения элемента, а также свойств его материала за предельное напряжение принимают нормативные значения предела прочности, предела текучести или предела выносливости, а для случая потери устойчивости - критическое напряжение.
3.2. В обоснованных случаях допускается проводить расчет:
для пластичных материалов с учетом работы в упругопластической зоне;
для отдельных зон элементов, испытывающих изгиб, с учетом напряжений, превышающих критические напряжения потери устойчивости;
при ограниченном (
) числе циклов напряжений - для условий малоцикловой усталости.
4. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ
4.1. Вне зависимости от принятого метода расчета следует учитывать нагрузки следующих видов: систематические, случайные, исключительные и прочие.
Систематические и случайные нагрузки соответствуют установившейся расчетной ситуации, исключительные - переходной и аварийной ситуации, а прочие - переходной ситуации.
4.2. Систематические нагрузки возникают при использовании кранов в условиях, определенных эксплуатационной документацией. Эти нагрузки вызваны силами тяжести элементов крана и груза, ускорениями и замедлениями массы груза и элементов конструкции крана, а также выполнением краном дополнительных операций, предусмотренных технологией работ (например, динамические нагрузки от подвешенного к крюку крана вибратора).
4.3. К случайным нагрузкам относят нагрузки, обусловленные метеорологическими факторами (ветровые нагрузки в рабочем состоянии, снеговые и гололедные нагрузки, температурные воздействия), а также перекосные нагрузки при установившемся движении.
4.4. К исключительным нагрузкам относят ветровые нагрузки в нерабочем состоянии, испытательные нагрузки, динамические нагрузки, вызванные соударением буферов; нагрузки, вызванные внезапным отключением электропитания крана и поломками элементов механизмов, а также сейсмические нагрузки.
4.5. К прочим нагрузкам относят нагрузки, возникающие в процессе монтажа и транспортирования крана.
5. РАСЧЕТ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
5.1. Метод расчета
5.1.1. Металлические конструкции рекомендуется рассчитывать по методу предельных состояний.
5.1.2. Устанавливают две группы предельных состояний:
1 - по исчерпанию конструкцией несущей способности;
2 - по достижению условий, нарушающих нормальную эксплуатацию.
5.1.3. Предельные состояния 1-й группы характеризуются следующими условиями:
разрушение элемента или соединения конструкции (хрупкое, вязкое, усталостное);
достижение состояния, при котором дальнейшее увеличение нагрузок приведет к переходу конструкции или его элемента в изменяемую систему (например, вследствие потери устойчивости формы или достижения напряжениями в определенных зонах сечения предела текучести).
5.1.4. Предельные состояния 2-й группы характеризуются следующими условиями:
возникновением деформаций и перемещений элементов конструкции, препятствующих нормальной эксплуатации крана (например, наклон подтележечных направляющих, снижающий точность остановки грузовой тележки, деформации концевых балок, приводящие к ухудшению ходовых свойств крана и т.п.);
возникновением колебаний, препятствующих достижению установленной точности работы крана, а также приводящих к недопустимым воздействиям на людей, находящихся на кране.
5.2. Основные расчетные зависимости
5.2.1. Расчетная зависимость первого предельного состояния имеет вид
, (1)
где - коэффициент надежности по назначению крана или элемента конструкции;
- обобщенное расчетное усилие для соответствующего сочетания нагрузок;
- нормативная нагрузка;
- коэффициент надежности по нагрузке;
- обобщенная несущая способность конструкции или ее элемента;
- геометрический фактор, характеризующий зависимость между действующей нагрузкой и напряженным состоянием конструкции;
- нормативное сопротивление материала;
- коэффициент надежности по материалу;
- коэффициент условий работы.
5.2.2. Основная расчетная зависимость второго предельного состояния имеет вид
, (2)
где - коэффициент надежности по назначению крана или элемента конструкции;
- обобщенная зависимость между действующей нагрузкой и показателями деформации;
- коэффициент условий работы.
(Индекс "" соответствует второму предельному состоянию). В общем случае
; 
.
5.2.3. Коэффициент надежности по нагрузке учитывает возможность отклонения при данном расчетном сочетании нагрузок от их нормативного значения. В общем случае в разных расчетных сочетаниях нагрузке каждого вида соответствует свое значение .
5.2.4. Коэффициенты условий работы , учитывают в общем случае возможность отклонений:
принятой расчетной схемы от проекта конструкции;
качества изготовления элементов конструкции от установленных технической документацией требований, включая размеры элементов, выполнение соединений и т.п.
5.2.5. Коэффициент надежности по материалу учитывает возможные отклонения механических характеристик материала и размеров сортамента от установленных стандартами или техническими условиями.
6. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ
6.1. Расчеты механизмов и их элементов рекомендуется проводить методом допускаемых напряжений.
Основная расчетная зависимость имеет вид:
,
где - обобщенная нагрузка или воздействие;
- коэффициент ответственности элемента;
- обобщенный фактор, учитывающий геометрические размеры элемента, свойства материала и другие показатели, определяющие работоспособность механизма или его элемента;
- коэффициент запаса.
6.2. Основная расчетная зависимость для расчетов на прочность и сопротивление усталости имеет вид:
,
где - геометрический фактор;
- допускаемое напряжение; при этом
,
где - нормативное сопротивление материала.
6.3. Расчетное значение коэффициента запаса прочности определяют по формуле
,
где - коэффициент условий эксплуатации, учитывающий режим и вероятность возникновения перегрузок;
- коэффициент, учитывающий влияние неоднородности структуры материала на сопротивление разрушению;
- коэффициент, учитывающий точность расчета нагрузок и напряжений в расчетном сечении.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное
КЛАССЫ ОТВЕТСТВЕННОСТИ КРАНОВ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Обозначение класса | Степень ответственности крана или элемента | Наименование крана или элемента |
1 | Особо высокая | Краны, транспортирующие опасный груз; |
2 | Высокая | Краны, не вошедшие в класс 1. |
3 | Нормальная | Элементы кранов класса 2: механизм передвижения кранов и тележки |
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2008
Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена