1.2. Вітрові навантаження

Вантажопідйомні пристрої, розташовані поза будинками, повинні працювати в будь-яку погоду, у тому числі і у вітряну. Граничний тиск вітру, при якому можлива і безпечна робота крана, визначає вітрове навантаження на кран у робочому стані. Кран у неробочому стані розраховують на тиск вітру, що має місце при штормі, бурі або урагану.

Навантаження від вітрового впливу на вантаж і кран визначаються відповідно до ГОСТ 1451-77. Швидкість вітру характеризується пульсацією, що зумовлює динамічність вітрового впливу (рис. 1.2).

Малюнок. 1.2. Зміна швидкості вітру

Сучасні методи розрахунку тиску вітру ґрунтуються на обліку кінетичної енергії рухомого повітря (швидкісному натиску), що визначає той найбільший можливий тиск у повітряному потоці, що рухається з деякою швидкістю, який може вийти в точках, де швидкість обертається в нуль.

Якщо ρ = 1,225 кг/м 3 — густина повітря, а v (м/с) — його швидкість, то динамічний тиск (Па) вітру

q = ρv 2 /2 = 1,225 v 2 /2 = 0,61Зv 2 .

Територія СРСР розбита на сім районів з різними граничними розрахунковими швидкостями вітру на висоті 10 м над рівнем землі; при цьому динамічний тиск приймають наступним:

Район……. I II III IV V VI VII

V, м/с……. 21 24 27 30 33 37 40

q, Па ……..270 350 450 550 700 850 1000

Європейська та південь азіатської частини колишнього СРСР належать до I—Ill районів. Гірські райони Кавказу та Середньої Азії та узбережжя морів, крім зазначених далі, відносяться до ІV—V районів, північне та північно-східне узбережжя країни — до VI, VII районів.

Розподілене вітрове навантаження (Па), тобто навантаження, що припадає на 1 м 2 поверхні, що сприймає,

де k - експериментальновизначається коефіцієнт зростання динамічного тиску за висотою:

Висота над поверхнею

землі, м ……………………10 20 40 60 100 200 350 і вище

k……………………………. 1 1,25 1,55 1,75 2,1 2,6 3,1

(для проміжних висот значення k визначається інтерполяцією; для кранів, що працюють у містах та лісових масивах дозволяється знижувати коефіцієнт k приблизно на 15 %);

з - коефіцієнт аеродинамічної сили, що враховує характер обтікання об'єкта повітряним потоком, що визначається продуванням в аеродинамічній трубі; значення для різних конструктивних елементів наведені нижче.

Конструкції із труб великого діаметру (D>700 мм). . . . . 0,6. 0,8

Кабіни, противаги, канати, відтяжки, вантажі. . . . . . . . . . .1,2

Коробчасті металоконструкції. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,4. 1,6

тригранні з труб. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. І,6

чотиригранні ізт руб. . . .. .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .1,5. 1,8

тригранні з куточків. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 2,5

чотиригранні з куточків. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,3. 2,8

1 + β = 1 + mпξ ≈ 1,2. 1,3-динамічний коефіцієнт, що враховує пульсацію вітрового впливу mп і коефіцієнт динамічності ξ, що є функцією періоду власних коливань Т (с).

Для баштових кранів значення mп і ξ наведені у ГОСТ 13994-81. Орієнтовно їм mп = 0,12 . 0,0004 Н, а ξ = f (Т), де Т ≈ 2 + 0,02L [тут Н (м) та L (м) повні висота вежі та довжина стріли крана]. Залежність між Т і ξ ієліїйна:

Т,с, . . . . . . . . . . . 1 2 3 4 5 6 7 8

ξ. . . . . . . . . . . ….1,75 2,25 2,65 2,95 3.16 3,22 3,26 3,3

Унормальних умов експлуатації для робочого стану крана приймають

kc (1 + β) = 1,6. 2,5.

Вітрове навантаження (Н) на конструкцію крана, її окремі елементи та вантаж

,

де Fi - площа, що сприймає тиск вітру, під якою слід розуміти тіньову площу.

Площу (м 2 ) вантажу, якщо вона не відома, можна визначити залежно від вантажопідйомності крана Q (т);

.

Для неробочого стану щодо Рв.нр, крана враховують значення q залежно від району, у якому встановлено кран. Для нормальних умов експлуатації орієнтуються III район.

p align="justify"> Для робочого стану Рв.р визначають залежно від призначення крана при стабільних значеннях q (МПа), наведених нижче.

Крани будівельні, монтажні, заводів будматеріалів,

а також стрілові самохідні загального призначення …………………125

Крани всіх типів, що встановлюються в річкових морських портах. …250

Крани, що встановлюються на об'єктах, що виключають

можливість перерви у роботі …………………………………………500

Вітрове навантаження робочого стану крана враховують при розрахунку металоконструкцій на міцність і витривалість, при перевірці стійкості вантажної крана проти перекидання, при розрахунку механізмів крана. Вітрове навантаження, що враховується при визначенні потужності двигуна кранових механізмів, виду непостійності та нерегулярності вітрового впливу, приймається не вище 60 % від повного вітрового навантаження робітника

Вітрове навантаження неробочого стану крана слід враховувати при розрахунку на міцність металоконструкцій, механізмів пересування кранів та їх протиугінних пристроїв, а також власної стійкості крана проти перекидання.

---