9.3. Расчет ветровых нагрузок

За ветровую нагрузку на кран в рабочем состоянии принимается предельная нагрузка, при которой обеспечивается эксплуатация крана с номинальным грузом. Ветровой нагрузкой на кран в нерабочем состоянии считается предельная ветровая нагрузка, на которую должны быть рассчитаны элементы крана. Ветровая нагрузка определяется суммой статической и динамической составляющих.

Статическая составляющая ветровой нагрузки рассчитывается по формуле

(9.1)

где  – плотность воздуха;

 – скорость ветра, направленного параллельно земле;

к – коэффициент, учитывающий изменение динамического давления ветра по высоте;

с – коэффициент аэродинамической силы;

п – коэффициент перегрузки (для рабочего состояния п=1, для нерабочего п=1,1).

Для нерабочего состояния динамическое давление и скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли в зависимости от района РФ следует принимать по табл. 9.4.

Таблица 9.4

Скорость и давление ветра

Показатель ветровой нагрузки	Районы РФ
	I	II	III	IV	V	VI	VII
Скорость ветра, м/с	21	24	27	30	33	37	40
Динамическое давление , Па	270	350	450	550	700	850	1000

П р и м е ч а н и е. Московская, Ивановская и Владимирская области – 1 район.

Для рабочего состояния крана динамическое давление и скорость ветра  на высоте 10 м над поверхностью земли, вне зависимости от района установки крана, но с учетом его назначения принимается по табл. 9.5.

Таблица 9.5

Скорость и давление ветра

Назначение кранов	Скорость ветра, м/с	Динамическое давление, 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

Задача Оценить собственную устойчивость стрелового самоходного крана, выполненного по схеме рис. 9.1.б, если: G₁=42,49 кН – вес поворотной части крана; G₂=118,59 кН – вес неповоротной части крана, b=2,42 м, С₁=1,44 м и С₂=0,02 м,  =6°, h'₁=2,1 м и h''₁=1,0 м – расстояния от центра тяжести поворотной и неповоротной частей крана до плоскости, проходящей через точки ребра опрокидывания; А₁=3,8 м²; А₂=9,6 м², '₂=2,3 м, ''₂=1,1 м – наветренные площади и расстояния от плоскости, проходящей через точки опорного контура до центров приложения ветровой нагрузки поворотной и неповоротной частей крана соответственно. Район установки крана II.

Решение Расчет ветровой нагрузки ведем по формуле (9.1) Динамическое давление ветра для нерабочего состояния крана выбираем по табл. 9.4. Для района II РФ =350 Па. Коэффициент аэродинамической силы с=1,2. Коэффициент к=1,00, так как наветренные площади крана расположены ниже уровня 10 м от поверхности земли. Коэффициент п=1,1.

Дальнейший расчет по алгоритму, приведенному в [9.1], показывает, что кран устойчив.