СССР
СНиП от 01 января 1992 года № 28609-90

Краны грузоподъемные. Основные положения расчета

Утверждены
Государственным комитетом СССР по стандартам
05 июля 1990 года
Разработаны
Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР
01 января 1992 года
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    КРАНЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ Основные положения расчета Hoisting cranes. Basic provisions of design ГОСТ 28609-90

    Дата введения 01.01.92
    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. 1. Общие положения

    2. 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 расчёте 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. 2. Методы расчета

    3. 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. 3. Условия сохранения несущей способности

    4. 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 (N£5×104) числе циклов напряжений для условий малоцикловой усталости.

  4. 4. Расчетные нагрузки

    5. 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 конструкций 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. 6. Расчет металлических конструкций

    6. 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 gn - коэффициент надежности по назначению крана или элемента конструкции;
    F - обобщенное расчетное усилие для соответствующего сочетания нагрузок;
    qn - нормативная нагрузка;
    gf - коэффициент надежности по нагрузке;
    S - обобщенная несущая способность конструкции или ее элемента;
    Ф - геометрический фактор, характеризующий зависимость между действующей нагрузкой и напряженным состоянием конструкции;
    Rn - нормативное сопротивление материала;
    gm - коэффициент надежности по материалу;
    gd - коэффициент условий работы.
    5.2.2.Основная расчетная зависимость второго предельного состояния имеет вид
    (2)
    где - коэффициент надежности по назначению крана или элемента конструкции;
    y - 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 gd 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 gd.
    5.2.4.Коэффициенты условий работы gd, 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 gm учитывает возможные отклонения механических характеристик материала и размеров сортамента от установленных стандартами или техническими условиями.

  6. 6. Расчет механизмов

    7. 6.1.Расчеты механизмов и их элементов рекомендуется проводить методом допускаемых напряжений. Основная расчетная зависимость имеет вид:

    где F- обобщенная нагрузка или воздействие;
    gn - коэффициент ответственности элемента;
    D - обобщенный фактор, учитывающий геометрические размеры элемента, свойства материала и другие показатели, определяющие работоспособность механизма или его элемента;
    n - коэффициент запаса.
    6.2.Основная расчетная зависимость для расчетов на прочность и сопротивление усталости имеет вид:

    где Ф - геометрический фактор;
    [s] - допускаемое напряжение; при этом

    где Rn - нормативное сопротивление материала.
    6.3.Расчетное значение коэффициента запаса прочности n определяют по формуле

    где n1 - коэффициент условий эксплуатации, учитывающий режим и вероятность возникновения перегрузок;
    n2 - коэффициент, учитывающий влияние неоднородности структуры материала на сопротивление разрушению;
    n3 - коэффициент, учитывающий точность расчета нагрузок и напряжений в расчетном сечении.