ГОСТ 28609-90 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ КРАНЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
(Поправка). 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. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ1.1. 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. МЕТОДЫ РАСЧЕТА2.1. 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 СПОСОБНОСТИ3.1. 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. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ4.1. 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. РАСЧЕТ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ5.1. 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. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ 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. ПРИЛОЖЕНИЕ
|
Обозначение класса |
Степень ответственности крана или элемента |
Наименование крана или элемента |
1 |
Особо высокая |
Краны, транспортирующие опасный груз; |
транспортно-технологические краны металлургического производства; |
||
краны атомных энергетических объектов; |
||
краны, обслуживающие особо ответственный технологический процесс при отсутствии резервирования. |
||
Элементы кранов класса 1: несущая металлоконструкция, механизм подъема груза и передвижения крана и тележки |
||
2 |
Высокая |
Краны, не вошедшие в класс 1. |
Элементы кранов класса 2: несущая металлоконструкция, механизм подъема груза |
||
3 |
Нормальная |
Элементы кранов класса 2: механизм передвижения кранов и тележки |
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 № 2111
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2008 г.