起重机械的风载荷Pw.docx

起重机械的风载荷Pw

 风是自然现象，露天工作的起重机受到风载荷的作用，会给起重作业造成干扰，引发事故，有时甚至给起重机带来灾难性的后果。
　起重机的风载荷分为工作状态风载荷和非工作状态风载荷两类。工作状态风载荷是起重机在正常工作状况下所能承受的最大计算风力；非工作状态风载荷是起重机非工作时所受的最大计算风力〔如暴风产生的风力〕。在计算起重机风载荷时，应合计风对起重机是沿着最不利的方向作用的。风载荷按下式计算：
　　　　　　 Pw=CKhqA
式中:Pw--作用在起重机上或物品上的风载荷，N；
　　C--风力系数；
　　Kh--风压高度变化系数；
　　q--计算风压， N/m2；
　　A--起重机或物品垂直于风向的迎风面积，m2。　
1．计算风压q
　计算风压与空气密度和风速有关，可按下式计算：

式中:q--计算风压， N/m2；
　　v--计算风速，m/s。
　计算风压规定为按空旷地区离地10m高度处的计算风速来确定。工作状态的计算风速按阵风风速〔即瞬时风速〕合计，非工作状态的计算风速按 2min的平均风速合计。
　计算风压分qⅠ,qⅡ,qⅢ种。
　qⅠ为起重机正常工作状态计算风压，用于选择电动机功率的计算及机构零部件的发热和磨损计算。
　qⅡ为起重机工作状态最大计算风压，用于计算机构零部件和金属结构的强度刚度及稳定性；计算驱动装置的过载能力及整机工作状态下的抗倾覆稳定性。
　qⅢ为起重机非工作状态计算风压，用于验算此时起重机机构零部件及金属结构的强度、整机抗倾覆稳定性和起重机的防风抗滑安全装置、锚定装置的制定验算。
　室外工作的起重机的计算风压如表 5- 10所示。
地区
工作状态计算风压
非工作状态计算风压②
qⅠ
qⅡ
qⅢ
内陆
0.6qⅡ
150
500～600
沿海①
250
600～1000
台湾及海南诸岛
250
1500

表 5- 10 起重机的计算风压 N/m2
注:①沿海地区系指大陆离海岸线 100km以内的大陆或海岛地区。
　 ②非工作状态计算风压的取值：内陆的华北、华中和华南地区宜取小值；西北、西南和东北地区宜取大值；沿海以上海为界，以北取较小值，以南取较大值，上海可取800N/m2；在内河港口峡谷风口地区、常常受特大暴风作用的地区或只在小风地区工作的起重机，其非工作状态计算风压应按当地气象资料提供的常年最大风速计算。

2．风压高度变化系数Kh
　起重机的工作状态计算风压不合计高度变化。所有起重机的非工作状态计算风压均必须合计高度变化。计算风载荷时，可沿起重机高度划分成20m高的等风压区段。以各段中点高度的系数乘以计算风压。风压高度变化系数〔Kh〕的取值按陆上、海上及海岛两种状况计算。陆上为：

海上及海岛为：

式中：h--距离地〔或海〕面的高度，m。
3．风力系数C
　风力系数与结构物的体型、尺寸等有关，一般起重机单片结构和单根构件的风力系数〔C〕如表5一11所示。
结构型式
型钢平面
桁架充实率
型钢、钢板、钢板梁和箱形构件L/h
L为结构或构件长度m
h为构件迎风面积高度m
圆管及管结构
q为计算风压N/m2
d为管子外径 m
封闭司机室、机
器房、平衡重、钢丝绳和物品
0.3～0.6
5
10
20
30
40
50
＜1
≤3
7
10
≥13
C
1.6
1.3
1.4
1.6
1.7
1.8
1.9
1.3
1.2
1.0
0.9
0.7
1.1～1.2

表5-11 单片结构的风力系数
注:司机室在地面上的，取C＝1.1；悬空的，取C＝1.2
4．迎风面积A
　起重机结构和物品的迎风面积应按最不利迎风方位计算，并取垂直于风向平面上的投影面积。
　〔1〕单片结构的迎风面积为：　　
A＝A1
式中:A--结构或物品的实际迎风面积，m2；
　　A1--结构或物品的外轮廓面积，m2；

受风结构类型和物品
实体结构和物品
1.0
机构
0.8～1.0
型钢制成的桁架
0.3～0.6
钢管桁架结构
0.2～0.4

表5－12 结构的充实率
　〔2〕多片并列等高的型式相同的结构，合计前片对后片的挡风作用，其总迎风面积为：

式中:A1--前片〔第1片〕结构的迎风面积；
　　η--两片相邻的桁架前片对后片的挡风折减系数，它可依据结构的充实率〔〕和两片构件之间的间隔比〔a/h〕，查起重机制定手册。
　　a--两片构件之间的间隔；
　　n--并列的相同型式和尺寸的结构片数。
　〔3〕吊运物品的迎风面积应按其实际轮廓尺寸在垂直于风向平面上的投影来　决定。物品的轮廓尺寸不明确时，同意采纳近似方法加以估算。