第四节　起重运输机金属结构的载荷组合

一、载荷组合

所有上述各种载荷，不可能同时作用于金属结构，应按照各种载荷出现的频繁程度和结构的重要性，根据起重机不同的工况，考虑最不利的情况进行合理的组合。

在进行起重机金属结构计算时，采用三种载荷组合形式，其对应三种不同的基本载荷情况：

（1）载荷组合A——无风工作情况。

（2）载荷组合B——有风工作情况。

（3）载荷组合C——受到特殊载荷作用的工作或非工作情况。

在每种载荷情况中，与可能出现的实际使用情况相对应，又有若干个可能的具体载荷组合。

1.起重机无风工作情况下的载荷组合

载荷组合A只考虑常规载荷的组合，有以下四种载荷组合方式：

（1）A1——起重机在正常工作状态下，无约束地起升地面的物品，无工作状态风载荷及其他气候影响产生的载荷，此时只应与按正常操作控制下的其他驱动机构（不包括起升机构）引起的驱动加速力相组合。

（2）A2——起重机在正常工作状态下，突然卸除部分起升质量，无工作状态风载荷及其他气候影响产生的载荷，此时应按A1的驱动加速力组合。

（3）A3——起重机在正常工作状态下，（空中）悬吊着物品，无工作状态风载荷及其他气候影响产生的载荷，此时应考虑悬吊物品及吊具的重力与正常操作控制的任何驱动机构（包括起升机构）在其一连串运动状态中引起的加速力或减速力进行任何的组合。

（4）A4——在正常工作状态下，起重机在不平道路或轨道上运行，无工作状态风载荷及其他气候影响产生的载荷，此时应按A1的驱动加速力组合。

2.起重机有风工作情况下的载荷组合

载荷组合B考虑常规载荷和偶然载荷同时作用的情况，有以下五种载荷组合方式：

（1）B1～B4——其载荷组合与A1～A4的组合相同，但应计入工作状态风载荷及其他气候影响产生的载荷。

（2）B5——在正常工作状态下，起重机在带坡度的不平的轨道上以恒速偏斜运行（其他机构不运动），有工作状态风载荷及其他气候影响产生的载荷。

注：当起重机的具体使用情况认为应该考虑坡道载荷及工艺性载荷时，可以将坡道载荷视为偶然载荷在起重机的无风工作情况下或有风工作情况下的载荷组合中予以考虑，将工艺性载荷视为偶然载荷或特殊载荷予以考虑。

3.起重机受到特殊载荷作用的工作或非工作情况下的载荷组合

载荷组合C考虑常规载荷和特殊载荷同时作用，或常规载荷、偶然载荷和特殊载荷同时作用的情况，有以下九种载荷组合方式：

（1）C1——起重机在工作状态下，用最大起升速度无约束地提升地面载荷，例如相当于电动机或发动机无约束地起升地面上松弛的钢丝绳，当载荷离地时起升速度达到最大值（使用导出的Φ2max，其他机构不运动）。

（2）C2——起重机在非工作状态下，有非工作状态风载荷及其他气候影响产生的载荷作用。

（3）C3——起重机在动载试验状态下，起升动载试验载荷，并考虑试验状态风载荷，与载荷组合A1的驱动加速力相组合。

（4）C4——起重机带有额定起升载荷，与缓冲碰撞力产生的载荷相组合。

（5）C5——起重机带有额定起升载荷，与倾翻水平力产生的载荷相组合。

（6）C6——起重机带有额定起升载荷，与意外停机引起的载荷相组合。

（7）C7——起重机带有额定起升载荷，与机构失效引起的载荷相组合。

（8）C8——起重机带有额定起升载荷，与起重机基础外部激励产生的载荷相组合。

（9）C9——起重机在安装、拆卸或运输过程中产生的载荷组合。

二、载荷组合表及其应用

1.载荷组合表

考虑承受以上各项载荷作用的起重机金属结构计算的载荷与载荷组合总表见表3-15。流动式、塔式、臂架式、桥式和门式起重机的载荷与载荷组合表见表3-16～表3-19。

2.载荷组合表的应用

（1）各项载荷的计算

表3-15中的各项载荷应按照载荷组合乘以表中对应的系数。如：

第1行的载荷为相应质量乘以重力加速度后，根据载荷组合再乘以起升冲击系数Φ1或乘以1；第4行和第5行的载荷为相应质量乘以驱动加速度后，再乘以动载系数Φ5。表中其他载荷类似计算。

（2）载荷组合的选取

根据所设计起重机工况要求的实际情况，选取表3-15或表3-16～表3-19中相应的载荷组合进行结构的设计计算或承载能力验算。

结构构件或连接的强度和弹性稳定性应同时满足载荷组合A、B和C各类情况下的许用应力值（许用应力法时）或极限设计应力（极限状态法时）。

载荷组合A通常用于计算结构的疲劳强度。但在某些特殊情况下，疲劳强度计算也会考虑一些偶然载荷及特殊载荷，如工作状态风载荷、偏斜运行侧向载荷、试验载荷以及与起重机基础外部激励等有关的载荷。

载荷组合B用于计算结构的强度及稳定性。

载荷组合C用于计算结构的强度、弹性稳定性和整机抗倾覆稳定性。

（3）高危险度系数γn、强度系数γfi、分项载荷系数γpi及抗力系数γm的应用

某些起重机（例如铸造起重机或核工业用起重机）如果发生失效将对人员或经济造成特别严重的后果，在这些特殊情况下，应选用一个其值大于1的高危险度系数γn，以便使起重机获得更大的可靠性。此系数值根据特殊的使用要求来选取，一般可取γn=1.05～1.1。在一般非高危险情况下，高危险度系数γn=1。

用许用应力设计法时，安全系数n等于强度系数γfi和高危险度系数γn的乘积（n=γfi·γn）。

用极限状态设计法时，各项载荷应乘以对应的分项载荷系数γpi和高危险度系数γn后再进行计算与组合。极限设计应力以构件或连接的规定强度R除以抗力系数γm来确定。

高危险度系数γn、强度系数γfi、分项载荷系数γpi及抗力系数γm的取值见表3-20。

典型起重机的分项载荷系数γpi取值见表3-16～表3-19。

续上表

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