ГОСТ 1451-77 Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. Нормы и метод определения.
ГОСТ 1451-77
Группа Г02
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Краны грузоподъемные
НАГРУЗКА ВЕТРОВАЯ
Нормы и метод определения
Cranes. Wind load. Norms and method of determination*
________________
* Поправка (ИУС N 12-2017)
МКС 53.020.20
Дата введения 1978-01-01
Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 10.09.92 N 1151
ВЗАМЕН ГОСТ 1451-65
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2003 г.
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 12, 2017 год
Настоящий стандарт распространяется на грузоподъемные краны, эксплуатируемые на открытом воздухе, и устанавливает нормы и метод определения ветровой нагрузки, действующей на краны в их нерабочем и рабочем состояниях.
Стандарт не распространяется на судовые и плавучие краны.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Ветровая нагрузка на кран в нерабочем состоянии должна быть учтена при расчете металлических конструкций, механизмов поворота, передвижения крана и тележки, механизма изменения вылета стрелы, осей и валов ходовых колес, противоугонных устройств и собственной устойчивости крана.
За ветровую нагрузку на кран в нерабочем состоянии принимается предельная ветровая нагрузка, на которую должны быть рассчитаны элементы крана.
1.2. Ветровая нагрузка на кран в рабочем состоянии должна быть учтена при расчете металлических конструкций и механизмов, тормозов, при определении мощности двигателей, собственной и грузовой устойчивости крана.
За ветровую нагрузку на кран в рабочем состоянии принимается предельная ветровая нагрузка, при которой обеспечивается эксплуатация крана с номинальным грузом.
1.3. Ветровая нагрузка на кран должна быть определена как сумма статической и динамической составляющих.
Статическая составляющая, соответствующая установившейся скорости ветра, должна быть учтена во всех случаях.
Динамическая составляющая, вызываемая пульсацией скорости ветра, должна быть учтена только при расчете на прочность металлических конструкций и при проверке устойчивости кранов против опрокидывания.
2. СТАТИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ
|
|
|
где | - динамическое давление ветра, принимаемое в соответствии с табл.2 и 3; | |
| - коэффициент, учитывающий изменение динамического давления по высоте, принимаемый по табл.1; | |
| - коэффициент аэродинамической силы, принимаемый по приложению 1 или данным аэродинамических исследований с учетом указаний п.6.3. В зависимости от направления аэродинамической силы в приложении 1 данный коэффициент обозначается через ; | |
| - коэффициент перегрузки, принимаемый по пп.5.3 и 6.4. |
|
|
|
где | - расчетная площадь элемента или груза, принимаемая по приложениям 1 и 2 с учетом указаний п.6.3. |
3. ДИНАМИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ
3.1. Динамическую составляющую ветровой нагрузки на строительные башенные краны следует определять по НТД, в остальных случаях - по нормам проектирования кранов данного типа.
4. УЧЕТ ВЫСОТЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ КРАНА
Таблица 1
|
|
|
|
|
|
|
|
Высота над поверхностью земли, м
| 10
| 20
| 40
| 60
| 100
| 200
| 350 и выше
|
| 1,00
| 1,25
| 1,55
| 1,75
| 2,10
| 2,60
| 3,10
|
5. НЕРАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Таблица 2
|
|
|
|
|
|
|
|
Наименование показателей ветровой нагрузки | Районы СССР
| ||||||
| I
| II | III | IV | V | VI | VII
|
Скорость ветра , м/с
| 21
| 24
| 27
| 30
| 33
| 37
| 40
|
Динамическое давление , Па | 270
| 350
| 450
| 550
| 700
| 850
| 1000
|
Примечания:
1. Карта районирования СССР в зависимости от динамического давления ветра приведена в приложении 3 (вкладка).
2. При установке кранов в районах с резко выраженным рельефом местности, в горних ущельях, каньонах рек, на вершинах возвышенностей и в малоизученных районах допускается определять значение динамического давления по скорости ветра, принимаемой по данным Гидрометеорологической службы на высоте 10 м над поверхностью земли (при двухминутном интервале осреднения), превышаемой в среднем один раз в 5 лет.
6. РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Таблица 3
|
|
|
Назначение кранов | Скорость ветра , м/с
| Динамическое давление , Па |
Краны строительные, монтажные, для полигонов железобетонных изделий, штучных грузов, а также стреловые самоходные общего назначения | 14,0 | 125 |
Краны всех типов, устанавливаемые в речных и морских портах | 20,0
| 250 |
Краны, устанавливаемые на объектах, исключающие возможность перерыва в работе | 28,5
| 500 |
6.5. При отсутствии дополнительных требований, предусмотренных техническим заданием на проектирование крана, ветровая нагрузка, учитываемая при определении мощности приводных двигателей крановых механизмов, не должна превышать 70% от статической составляющей ветровой нагрузки на кран или на соответствующий элемент крана или на груз.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
КОЭФФИЦИЕНТЫ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ И РАСЧЕТНЫЕ ПЛОЩАДИ
1. Отдельные стержни
Таблица 1
|
|
Параметр |
|
До 5
| 1,2 |
Св. 5 до 8
| 1,0 |
“ 8 “ 15
| 0,7 |
“ 15 “ 25 | 0,5 |
“ 25 “ 100
| 0,6 |
“ 100 “ 1000
| 0,7 |
1.2. Расчетная площадь круглого стержня (см. черт.1) определяется по формуле
Черт.1
Таблица 2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Направление скорости ветра | Поперечное сечение стержня | |||||||
| ||||||||
0° | 1,9 | 0,95 | 1,8 | 1,8 | 1,75 | 0,10 | 1,60 | 0
|
45°
| 1,8 | 0,80 | 2,1 | 1,8 | 0,85 | 0,85 | 1,50 | -0,10 |
90° | 2,0 | 1,70 | -1,9 | 1,0 | 0,10 | 1,75 | -0,95 | 0,70
|
135° | -1,8 | -0,10 | -2,0 | 0,3 | -0,75 | 0,75 | -0,50 | 1,05
|
180° | -2,0 | 0,10 | -1,4 | -1,4 | -1,75 | -0,10 | -1,50
| 0 |
| ||||||||
0° | 2,0 | 0 | 2,05 | 0 | 1,4 | 0 | 2,05 | 0 |
45°
| 1,2 | 0,90 | 1,85 | 0,6 | 1,2 | 1,6 | 1,95 | 0,6 |
90° | -1,6 | 2,15 | 0 | 0,6 | 0 | 2,2 | 0 | 0,9 |
135° | -1,1 | 2,40 | -1,60 | 0,4 |
|
|
|
|
180° | -1,7 | 0 | -1,80 | 0 |
|
|
|
|
| ||||||||
0° | 1,6 | 0 | 2,0 | 0 | 2,1 | 0 | 2,0 | 0 |
45° | 1,5 | 1,5 | 1,8 | 0,1 | 1,4 | 0,70 | 1,55 | 1,55 |
90° | 0 | 1,9 | 0 | 0,1 | 0 | 0,75 | 0 | 2,0 |
1.6. Для стержня прокатного или комбинированного профиля расчетная площадь определяется по формуле
|
Черт.2
2. Канаты и кабели
3. Фермы
3.1. Плоские фермы
Таблица 3
|
|
|
в зависимости от элементов, образующих фермы | ||
| Стержни круглого сечения | Стержни некруглого сечения |
0,1 | 1,2 | 1,9 |
0,2 | 1,2 | 1,8 |
0,3 | 1,2 | 1,7 |
0,4 | 1,1 | 1,7 |
0,5 | 1,1 | 1,6 |
3.1.3. Коэффициент лобового сопротивления плоской комбинированной фермы, составленной из стержней круглого и некруглого сечения, допускается определять по формуле
3.2. Пространственные фермы
Таблица 4
|
|
|
|
|
|
|
Поперечное сечение фермы
| при | |||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5
| |
|
|
|
|
|
| |
2,00 | 3,56 | 3,32 | 3,08 | 2,85 | 2,62 | |
| 1,50 | 3,55 | 3,24 | 2,96 | 2,71 | 2,49 |
| 1,00 | 3,53 | 3,13 | 2,78 | 2,47 | 2,24 |
| 0,67 | 3,50 | 3,05 | 2,54 | 2,24 | 2,00 |
| 0,50 | 3,45 | 2,84 | 2,34 | 2,02 | 1,80 |
|
|
|
|
|
| |
30° | 2,37 | 2,11 | 1,85 | 1,60 | 1,35 | |
| 60 | 2,65 | 2,49 | 2,33 | 2,21 | 2,10 |
| 90 | 2,93 | 2,87 | 2,80 | 2,80 | 2,80 |
|
|
|
|
|
| |
30-90° | 2,65 | 2,49 | 2,33 | 2,21 | 2,10 |
Таблица 5
|
|
|
|
|
Параметр | До 3 | Свыше 3 до 6 | Свыше 6 до 9 | Свыше 9 |
1,0 | 0,93 | 0,80 | 0,75 |
Таблица 6
|
|
|
|
|
|
|
Поперечное сечение фермы
| при | |||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5
| |
|
|
|
|
|
| |
2,00 | 2,34 | 1,94 | 1,77 | 1,66 | 1,60 | |
| 1,50 | 2,22 | 1,90 | 1,74 | 1,64 | 1,58 |
| 1,00 | 2,13 | 1,82 | 1,68 | 1,56 | 1,50 |
| 0,67 | 2,05 | 1,76 | 1,60 | 1,50 | 1,44 |
| 0,50 | 2,00 | 1,68 | 1,54 | 1,44 | 1,38 |
|
|
|
|
|
| |
30° | 1,52 | 1,32 | 1,13 | 0,98 | 0,86 | |
| 60 | 1,76 | 1,54 | 1,40 | 1,36 | 1,36 |
| 90 | 2,00 | 1,76 | 1,67 | 1,65 | 1,65 |
|
|
|
|
|
| |
30-90° | 1,76 | 1,54 | 1,40 | 1,36 | 1,36 |
4. Пролетные балки (мосты)
Примечания:
2. Площадь сквозных вырезов в стенках вычитают из габаритной (по контуру).
3. Площадки, ограждения, лестницы и пр., затеняющиеся балкой, учету не подлежат.
Таблица 7
|
|
|
|
|
2 | 1 | 0,5 | 0,25 | |
1,85 | 1,65 | 1,25
| 0,9 |
5. Прочие конструкции
5.1. За расчетную площадь совмещенных участков телескопических ферм (башен, колонн и стрел) принимается расчетная площадь наружной фермы. При этом коэффициент лобового сопротивления следует определять по формуле
5.2. Расчетная площадь дополнительных элементов: ограждений, лестниц, площадок, настилов и т.п. определяется по табл.1 и 2 настоящего приложения и учитывается полностью; при расположении внутри габарита ферм учитывается половина их площади. Коэффициент лобового сопротивления принимается без учета взаимовлияния дополнительных элементов.
5.3. Расчетная площадь грузовых и ходовых тележек, лебедок, аппаратных шкафов, балластных плит противовесов, грузовых подвесок, кабин управления и т.п. определяется как проекция наружного контура на плоскость, перпендикулярную направлению скорости ветра. Коэффициент лобового сопротивления принимается равным 1,2.
6. Влияние затенения
Таблица 8
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 и выше
|
1/2 | 0,93 | 0,75 | 0,56 | 0,38 | 0,19 | 0
|
1 | 0,99 | 0,81 | 0,65 | 0,48 | 0,32 | 0,15
|
2 | 1,00 | 0,87 | 0,73 | 0,59 | 0,44 | 0,30
|
4 | 1,00 | 0,90 | 0,78 | 0,65 | 0,52 | 0,40
|
6
| 1,00 | 0,93 | 0,83 | 0,72 | 0,61 | 0,50 |
|
Черт.3
7. Наклонные элементы крановых конструкций
7.1. Фермы (см. черт.4)
Черт.4
7.1.1. Коэффициент аэродинамической силы, нормальной к продольной оси фермы, определяется по формуле
Коэффициент лобового сопротивления (направленного по скорости ветра) определяется по формуле
Таблица 9
|
|
|
|
|
|
|
0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | |
| 0,03
| 0,08
| 0,13
| 0,19
| 0,24
| 0,29
|
7.2. Сплошностенчатые элементы (см. черт.4)
7.2.1. Коэффициент нормальной силы определяется по формуле
7.2.2. Коэффициент лобового сопротивления определяется по формуле
Примечание. Коэффициент аэродинамической силы, направленной перпендикулярно скорости ветра, определяется по формуле
8. Краны внутри ограждения
Черт.5
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
|
|
|
|
т | , м | т | , м |
0,05 | 0,5 | 4,0 | 6,3 |
0,10 | 0,8 | 5,0 | 7,1 |
0,20 | 1,0 | 6,3 | 8,0 |
0,25 | 1,4 | 8,0 | 9,0 |
0,32 | 1,6 | 10,0 | 10,0 |
0,40 | 1,8 | 12,5 | 12,0 |
0,50 | 2,0 | 16,0 | 14,0 |
0,63 | 2,2 | 20,0 | 16,0 |
0,80 | 2,5 | 25,0 | 18,0 |
1,00 | 2,8 | 32,0 | 20,0 |
1,25 | 3,2 | 40,0 | 22,0 |
1,60 | 3,6 | 50,0 | 25,0 |
2,00 | 4,0 | 63,0 | 28,0 |
2,50 | 5,0 | 80,0 | 32,0 |
3,20 | 5,6 | 100,0 | 36,0 |
Примечание. Ветровую нагрузку на груз принимают не менее 500 Н.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое
|