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下載手機(jī)APP GB/T 3811《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》已于2008年4月30日由國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式批準(zhǔn)發(fā)布，并已在2009年6月1日正式實(shí)施。GB/T 3811-2008在內(nèi)容上與舊版GB/T 3811-1983相比變化較大，引進(jìn)了新的起重機(jī)設(shè)計(jì)理念，并列介紹了許用應(yīng)力設(shè)計(jì)法和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法兩種方法；改變了橋式和門(mén)式起重機(jī)靜剛性大小與工作級(jí)別掛鉤的方法，與最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 22986：2007《起重機(jī)——?jiǎng)傂浴獦蚴狡鹬貦C(jī)和門(mén)式起重機(jī)》一致；增加了安全一章的內(nèi)容等。GB/T 3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》是起重機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，是起重機(jī)設(shè)計(jì)的必要準(zhǔn)則和共同遵守的技術(shù)依據(jù)，本欄目將陸續(xù)對(duì)新國(guó)標(biāo)更新關(guān)鍵部分進(jìn)行解讀。本期介紹關(guān)于動(dòng)載系數(shù)方面的部分內(nèi)容，其余部分將在以后陸續(xù)推出。
1 起升沖擊系數(shù)φ1與起升動(dòng)載系數(shù)φ2
當(dāng)荷重（物品）離開(kāi)地面起升時(shí)，對(duì)起重機(jī)本身（主要是對(duì)金屬結(jié)構(gòu)）將產(chǎn)生振動(dòng)激勵(lì)。起重機(jī)自身質(zhì)量受到起升沖擊而出現(xiàn)的動(dòng)力響應(yīng)，用起升沖擊系數(shù)φ1乘以起重機(jī)自身質(zhì)量（自重）的重力來(lái)考慮。為反映這種振動(dòng)引起載荷增大和減小的變化范圍的上下限，通常該系數(shù)為兩個(gè)值：φ1=1±a，0≤a≤0.1。系數(shù)φ1用于起重機(jī)結(jié)構(gòu)和它的支承設(shè)計(jì)計(jì)算中。
當(dāng)荷重（物品）突然被提升離地，或在下降過(guò)程中突然在空中制動(dòng)時(shí)，所起升的質(zhì)量的慣性力將對(duì)起重機(jī)的承載結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷作用。此作用用一個(gè)大于1的起升動(dòng)載系數(shù)φ2乘以起升載荷P Q來(lái)考慮。φ2的值與起升狀態(tài)及起升驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制情況有關(guān)。
φ2=φ2min + β2V q
式中：φ2——起升動(dòng)載系數(shù)；
φ2min——與起升狀態(tài)級(jí)別相對(duì)應(yīng)的起升動(dòng)載系數(shù)的最小值；
β2——起升狀態(tài)級(jí)別設(shè)定的系數(shù)；
V q——穩(wěn)定起升速度，m/s，與起升荷重有關(guān)，由空載電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速導(dǎo)出。
φ1是起升機(jī)構(gòu)工作時(shí)起重機(jī)自身質(zhì)量受到起升沖擊的系數(shù)，簡(jiǎn)稱為起升沖擊系數(shù)。它僅與起重機(jī)的自身載荷相乘。
φ2是考慮物品及吊重質(zhì)量的起升豎直慣性力對(duì)起重機(jī)的承載機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的附加動(dòng)力效應(yīng)。φ2稱為起升動(dòng)載系數(shù)，僅與額定起升載荷相乘。
顯然φ1與φ2時(shí)同時(shí)起作用的。在起升機(jī)構(gòu)工作時(shí)，通過(guò)引入φ2考慮自重載荷產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)效應(yīng)。因此可以解決某些構(gòu)件（例如們做起重機(jī)的門(mén)架）名義動(dòng)載荷系數(shù)較大的問(wèn)題。但有些構(gòu)件，如有較大的橫向彎曲振動(dòng)（如門(mén)座起重機(jī)大拉桿的風(fēng)振等），仍要另外考慮專(zhuān)門(mén)的風(fēng)振計(jì)算。橋架起重機(jī)橋架的彎曲振動(dòng)影響可以用φ1=1.1來(lái)考慮，并同時(shí)考慮φ2。
2 突然部分卸載的沖擊系數(shù)φ3
以卸除或墜落部分有效載荷為正常工作的起重機(jī)（例如當(dāng)使用抓斗或電磁盤(pán)空中卸載時(shí)），將對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)減載作用。減小后的起升載荷用總起升載荷乘以突然部分卸載的沖擊系數(shù)φ3來(lái)計(jì)算
突然卸載沖擊系數(shù)φ3值由式給出：
φ3=1-
式中：Dm¾¾ 在空中突然卸除或墜落的那部分起升質(zhì)量；
m¾¾ 總起升質(zhì)量；
— 系數(shù)，對(duì)用抓斗或類(lèi)似的慢速卸載裝置的起重機(jī)，=0.5；對(duì)用電磁盤(pán)或類(lèi)似的快速卸載裝置的起重機(jī)， =1.0。
起重機(jī)以卸除空中懸吊部分有效載荷為正常工況（例如抓斗或電磁盤(pán)起重機(jī)空中卸載時(shí)），將對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)減載作用。突然卸載工況用于金屬結(jié)構(gòu)計(jì)算和起重機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算。因此是φ3專(zhuān)門(mén)為起重機(jī)及其金屬結(jié)構(gòu)計(jì)算提供的系數(shù)。
3 在不平路面或軌道面上運(yùn)行引起的沖擊載荷φ4
（1） 在不平路面上或在不平路面外運(yùn)行的起重機(jī)
在這種情況下，由于路面不平引起的起重機(jī)的沖擊效應(yīng)，用運(yùn)行沖擊系數(shù)φ4乘以起重機(jī)和起升質(zhì)量的重力來(lái)考慮，φ4取決于起重機(jī)的構(gòu)造形式（質(zhì)量分布）、取物裝置、起重機(jī)的彈性和/或懸掛方式、運(yùn)行速度、以及運(yùn)行路面的種類(lèi)和條件。此沖擊效應(yīng)需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)或采用適當(dāng)?shù)钠鹬貦C(jī)和運(yùn)行表面的模型分析得到。一般可采用以下數(shù)據(jù)計(jì)算：
對(duì)輪式流動(dòng)式起重機(jī)
當(dāng)運(yùn)行速度≤0.4m/s時(shí)，φ4=1.1
當(dāng)運(yùn)行速度>0.4m/s時(shí)，φ4=1.3
對(duì)履帶式流動(dòng)式起重機(jī)
當(dāng)運(yùn)行速度≤0.4m/s時(shí)，φ4=1.0
當(dāng)運(yùn)行速度>0.4m/s時(shí)，φ4=1.1
（2） 在軌道面上運(yùn)行的起重機(jī)
帶載或空載運(yùn)行于具有一定彈性特性軌道面上的起重機(jī)，在車(chē)輪加速時(shí)發(fā)生的動(dòng)力效應(yīng)，取決于起重機(jī)的結(jié)構(gòu)布置（質(zhì)量分布、起重機(jī)的彈性和/或其懸掛與支承方式）、運(yùn)行速度和車(chē)輪直徑，必須依靠經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)或選用適當(dāng)?shù)钠鹬貦C(jī)和軌道的模型進(jìn)行估算。一般可按以下規(guī)定選?。?nbsp;
a）對(duì)于軌道接頭保持良好狀態(tài)的起重機(jī)，如軌道用焊接連接、并對(duì)接頭進(jìn)行打磨光滑的高速起重機(jī)，φ4=1。
b) 對(duì)于通過(guò)一般情況下的軌道接頭的起重機(jī)發(fā)生的沖擊載荷，可用系數(shù)φ4乘以起重機(jī)和總載荷質(zhì)量產(chǎn)生的重力來(lái)計(jì)算。
φ4=1.1+0.058 V y
式中： V y ——運(yùn)行速度，m/s；
h——軌道接頭處兩軌面的高度差，mm。
φ4時(shí)考慮起重機(jī)或小車(chē)通過(guò)不平路面或軌道街頭時(shí)的垂直方向的沖擊效應(yīng)。此工況與起升沖擊效應(yīng)不一定同時(shí)出現(xiàn)。
4 變速運(yùn)動(dòng)引起的慣性載荷φ5
由于剛體分析不能直接反映彈性效應(yīng)，所以將引起加速度或減速度的驅(qū)動(dòng)力變化值(DF)乘以機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)加速的動(dòng)載荷系數(shù)φ5，并與發(fā)生加速度或減速度以前所存在的力代數(shù)相加，該增大的力就作用在承受驅(qū)動(dòng)力的部件上，也適當(dāng)?shù)淖饔迷谄鹬貦C(jī)和總載荷上。φ5數(shù)值的選用取決于驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)力的變化率、質(zhì)量分布和系統(tǒng)的彈性。通常，較低值適用于力發(fā)生平穩(wěn)變化的系統(tǒng)，較高值適用于力發(fā)生突然變化的系統(tǒng)。
在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13001-2中，對(duì)值φ5提出了一條新的取值規(guī)定，即：傳動(dòng)系統(tǒng)有很大的間隙或明顯的反向沖擊、用質(zhì)量彈簧模型不能進(jìn)行準(zhǔn)確的估算時(shí)，取φ5=3。經(jīng)研究分析，在運(yùn)行機(jī)構(gòu)突然打反車(chē)反向起動(dòng)或在“傳動(dòng)機(jī)構(gòu)失效”等事故情況突然出現(xiàn)時(shí)，其φ5值應(yīng)取得比驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)正常啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的動(dòng)載系數(shù)大。這些在以前的標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有涉及。
1 起升沖擊系數(shù)φ1與起升動(dòng)載系數(shù)φ2
當(dāng)荷重（物品）離開(kāi)地面起升時(shí)，對(duì)起重機(jī)本身（主要是對(duì)金屬結(jié)構(gòu)）將產(chǎn)生振動(dòng)激勵(lì)。起重機(jī)自身質(zhì)量受到起升沖擊而出現(xiàn)的動(dòng)力響應(yīng)，用起升沖擊系數(shù)φ1乘以起重機(jī)自身質(zhì)量（自重）的重力來(lái)考慮。為反映這種振動(dòng)引起載荷增大和減小的變化范圍的上下限，通常該系數(shù)為兩個(gè)值：φ1=1±a，0≤a≤0.1。系數(shù)φ1用于起重機(jī)結(jié)構(gòu)和它的支承設(shè)計(jì)計(jì)算中。
當(dāng)荷重（物品）突然被提升離地，或在下降過(guò)程中突然在空中制動(dòng)時(shí)，所起升的質(zhì)量的慣性力將對(duì)起重機(jī)的承載結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷作用。此作用用一個(gè)大于1的起升動(dòng)載系數(shù)φ2乘以起升載荷P Q來(lái)考慮。φ2的值與起升狀態(tài)及起升驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制情況有關(guān)。
φ2=φ2min + β2V q
式中：φ2——起升動(dòng)載系數(shù)；
φ2min——與起升狀態(tài)級(jí)別相對(duì)應(yīng)的起升動(dòng)載系數(shù)的最小值；
β2——起升狀態(tài)級(jí)別設(shè)定的系數(shù)；
V q——穩(wěn)定起升速度，m/s，與起升荷重有關(guān)，由空載電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速導(dǎo)出。
φ1是起升機(jī)構(gòu)工作時(shí)起重機(jī)自身質(zhì)量受到起升沖擊的系數(shù)，簡(jiǎn)稱為起升沖擊系數(shù)。它僅與起重機(jī)的自身載荷相乘。
φ2是考慮物品及吊重質(zhì)量的起升豎直慣性力對(duì)起重機(jī)的承載機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的附加動(dòng)力效應(yīng)。φ2稱為起升動(dòng)載系數(shù)，僅與額定起升載荷相乘。
顯然φ1與φ2時(shí)同時(shí)起作用的。在起升機(jī)構(gòu)工作時(shí)，通過(guò)引入φ2考慮自重載荷產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)效應(yīng)。因此可以解決某些構(gòu)件（例如們做起重機(jī)的門(mén)架）名義動(dòng)載荷系數(shù)較大的問(wèn)題。但有些構(gòu)件，如有較大的橫向彎曲振動(dòng)（如門(mén)座起重機(jī)大拉桿的風(fēng)振等），仍要另外考慮專(zhuān)門(mén)的風(fēng)振計(jì)算。橋架起重機(jī)橋架的彎曲振動(dòng)影響可以用φ1=1.1來(lái)考慮，并同時(shí)考慮φ2。
2 突然部分卸載的沖擊系數(shù)φ3
以卸除或墜落部分有效載荷為正常工作的起重機(jī)（例如當(dāng)使用抓斗或電磁盤(pán)空中卸載時(shí)），將對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)減載作用。減小后的起升載荷用總起升載荷乘以突然部分卸載的沖擊系數(shù)φ3來(lái)計(jì)算
突然卸載沖擊系數(shù)φ3值由式給出：
φ3=1-
式中：Dm¾¾ 在空中突然卸除或墜落的那部分起升質(zhì)量；
m¾¾ 總起升質(zhì)量；
— 系數(shù)，對(duì)用抓斗或類(lèi)似的慢速卸載裝置的起重機(jī)，=0.5；對(duì)用電磁盤(pán)或類(lèi)似的快速卸載裝置的起重機(jī)， =1.0。
起重機(jī)以卸除空中懸吊部分有效載荷為正常工況（例如抓斗或電磁盤(pán)起重機(jī)空中卸載時(shí)），將對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)減載作用。突然卸載工況用于金屬結(jié)構(gòu)計(jì)算和起重機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算。因此是φ3專(zhuān)門(mén)為起重機(jī)及其金屬結(jié)構(gòu)計(jì)算提供的系數(shù)。
3 在不平路面或軌道面上運(yùn)行引起的沖擊載荷φ4
（1） 在不平路面上或在不平路面外運(yùn)行的起重機(jī)
在這種情況下，由于路面不平引起的起重機(jī)的沖擊效應(yīng)，用運(yùn)行沖擊系數(shù)φ4乘以起重機(jī)和起升質(zhì)量的重力來(lái)考慮，φ4取決于起重機(jī)的構(gòu)造形式（質(zhì)量分布）、取物裝置、起重機(jī)的彈性和/或懸掛方式、運(yùn)行速度、以及運(yùn)行路面的種類(lèi)和條件。此沖擊效應(yīng)需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)或采用適當(dāng)?shù)钠鹬貦C(jī)和運(yùn)行表面的模型分析得到。一般可采用以下數(shù)據(jù)計(jì)算：
對(duì)輪式流動(dòng)式起重機(jī)
當(dāng)運(yùn)行速度≤0.4m/s時(shí)，φ4=1.1
當(dāng)運(yùn)行速度>0.4m/s時(shí)，φ4=1.3
對(duì)履帶式流動(dòng)式起重機(jī)
當(dāng)運(yùn)行速度≤0.4m/s時(shí)，φ4=1.0
當(dāng)運(yùn)行速度>0.4m/s時(shí)，φ4=1.1
（2） 在軌道面上運(yùn)行的起重機(jī)
帶載或空載運(yùn)行于具有一定彈性特性軌道面上的起重機(jī)，在車(chē)輪加速時(shí)發(fā)生的動(dòng)力效應(yīng)，取決于起重機(jī)的結(jié)構(gòu)布置（質(zhì)量分布、起重機(jī)的彈性和/或其懸掛與支承方式）、運(yùn)行速度和車(chē)輪直徑，必須依靠經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)或選用適當(dāng)?shù)钠鹬貦C(jī)和軌道的模型進(jìn)行估算。一般可按以下規(guī)定選?。?nbsp;
a）對(duì)于軌道接頭保持良好狀態(tài)的起重機(jī)，如軌道用焊接連接、并對(duì)接頭進(jìn)行打磨光滑的高速起重機(jī)，φ4=1。
b) 對(duì)于通過(guò)一般情況下的軌道接頭的起重機(jī)發(fā)生的沖擊載荷，可用系數(shù)φ4乘以起重機(jī)和總載荷質(zhì)量產(chǎn)生的重力來(lái)計(jì)算。
φ4=1.1+0.058 V y
式中： V y ——運(yùn)行速度，m/s；
h——軌道接頭處兩軌面的高度差，mm。
φ4時(shí)考慮起重機(jī)或小車(chē)通過(guò)不平路面或軌道街頭時(shí)的垂直方向的沖擊效應(yīng)。此工況與起升沖擊效應(yīng)不一定同時(shí)出現(xiàn)。
4 變速運(yùn)動(dòng)引起的慣性載荷φ5
由于剛體分析不能直接反映彈性效應(yīng)，所以將引起加速度或減速度的驅(qū)動(dòng)力變化值(DF)乘以機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)加速的動(dòng)載荷系數(shù)φ5，并與發(fā)生加速度或減速度以前所存在的力代數(shù)相加，該增大的力就作用在承受驅(qū)動(dòng)力的部件上，也適當(dāng)?shù)淖饔迷谄鹬貦C(jī)和總載荷上。φ5數(shù)值的選用取決于驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)力的變化率、質(zhì)量分布和系統(tǒng)的彈性。通常，較低值適用于力發(fā)生平穩(wěn)變化的系統(tǒng)，較高值適用于力發(fā)生突然變化的系統(tǒng)。
在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13001-2中，對(duì)值φ5提出了一條新的取值規(guī)定，即：傳動(dòng)系統(tǒng)有很大的間隙或明顯的反向沖擊、用質(zhì)量彈簧模型不能進(jìn)行準(zhǔn)確的估算時(shí)，取φ5=3。經(jīng)研究分析，在運(yùn)行機(jī)構(gòu)突然打反車(chē)反向起動(dòng)或在“傳動(dòng)機(jī)構(gòu)失效”等事故情況突然出現(xiàn)時(shí)，其φ5值應(yīng)取得比驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)正常啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的動(dòng)載系數(shù)大。這些在以前的標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有涉及。
