Межгосударственный стандарт ГОСТ 1451-77 "Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. Нормы и метод определения"

Cranes. Wind load. Norms and methods of determination

Дата введения 1 января 1978 г.
Взамен ГОСТ 1451-65

Настоящий стандарт распространяется на грузоподъемные краны, эксплуатируемые на открытом воздухе, и устанавливают 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

2.1. Распределенную ветровую нагрузку р на единицу расчетной площади элемента конструкции или груза в данной зоне высоты следует определять по формуле

p = qkcn, (1)

где q - динамическое давление ветра, принимаемое в соответствии с табл. 2 и 3;

k - коэффициент, учитывающий изменение динамического давления по высоте, принимаемый по табл. 1;

с - 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 , , , ;

n - коэффициент перегрузки, принимаемый по пп. 5.3 и 6.4.

2.2. Динамическое давление ветра q связано с плотностью воздуха и его скоростью v формулой

, (2)

где = 1,225 ;

v - скорость ветра, направленная параллельно поверхности земли, м/с.

2.3. Статическую составляющую ветровой нагрузки F, действующей на элемент конструкции или на груз, следует определять по формуле

F = pA, (3)

где А - 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

4.1. Значение коэффициента k, учитывающего изменение динамического давления в зависимости от высоты расположения от поверхности земли данного элемента конструкции в нерабочем и рабочем состояниях крана, следует определять по табл. 1.

Таблица 1

Высота над поверхностью земли, м	10	20	40	60	100	200	350 и выше
k	1,00	1,25	1,55	1,75	2,10	2,60	3,10

Примечание. При установке кранов в городах, включая окраины, в лесных массивах и других местностях, покрытых препятствиями высотой более 10 м, допускается снижать значение коэффициента k в пределах высоты: до 20 м - на 30%; 20-60 м - на 15%; 60-100 м - на 10%.

4.2. Для промежуточных высот значения k допускается определять линейной интерполяцией данных табл. 1. В пределах отдельных зон конструкции, при высоте каждой зоны не более 10 м, значение коэффициента k допускается принимать постоянным.

4.3. Значение коэффициента k для тросовых оттяжек и канатов полиспастов допускается принимать постоянным и определять для уровня, соответствующего точке, расположенной на расстоянии 1/3 их длины от верхней точки их крепления к элементу крана.

5. Нерабочее состояние

5.1. Динамическое давление q и скорость ветра v на высоте 10 м над поверхностью земли в зависимости от района СССР следует принимать по табл. 2.

Таблица 2

Наименование показателей ветровой нагрузки	Районы СССР
	I	II	III	IV	V	VI	VII
Скорость ветра v, м/с	21	24	27	30	33	37	40
Динамическое давление q, 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 горных 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.

5.2. В случае, если район установки крана точно неизвестен, динамическое давление q допускается принимать равным 450 Па.

5.3. Коэффициент перегрузки n, учитываемый при расчете конструкции крана по методу предельных состояний, принимается равным 1,1, если в нормах на проектирование данного крана не приводится другое значение этого коэффициента.

При расчете конструкции крана по методу допускаемых напряжений коэффициент перегрузки n принимают равным 1.

6. Рабочее состояние

6.1. Динамическое давление q и скорость ветра v на высоте 10 м над поверхностью земли, вне зависимости от района установки, но с учетом назначения крана, должны приниматься по табл. 3.

6.2. Если предельная ветровая нагрузка, действующая на груз или элементы крана, ограничена условиями безопасности ведения работ или технологией выполнения перегрузочных или монтажных операций, то допускается принимать значение динамического давления q в соответствии с техническим заданием на проектирование крана, но не ниже 50 Па.

6.3. Расчетную площадь груза следует определять по фактическим или статистическим данным, при их отсутствии - по приложению 2. Коэффициент аэродинамической силы с принимают равным 1,2. Коэффициент k при этом принимают по максимальной высоте подъема груза.

Таблица 3

Назначение кранов	Скорость ветра v, м/с	Динамическое давление q, 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, исключающих возможность перерыва в работе	28,5	500

6.4. Значение коэффициента перегрузки n не зависит от применяемого метода расчета и принимается равным 1.

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% статической составляющей ветровой нагрузки на кран или на соответствующий элемент крана или на груз.