ICS 53.020.20 J 80
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T22437.1—2018/ISO8686-1:2012
代替GB/T22437.1—2008
起重机 载荷与载荷组合的设计原则
第1部分：总则
CranesDesign principles for loads and load combinations-
Part 1:General
(ISO8686-1:2012.IDT)
2018-12-01实施
2018-05-14发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 22437.1—2018/ISO 8686-1:2012
目 次
前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 符号总则
1
5
5.1 般原则 5.2 结构设计或能力验算的两种常用方法 5.3 载荷估算 5.4 载荷类别载荷与适用系数
6
6.1 常规载荷 6.2 偶然载荷 6.3 特殊载荷 6.4 其他载荷载荷组合的选择原则 7.1 基本考虑· 7.2 在安装、拆卸和运输过程中的载荷组合 7.3表3的应用 7.4验证刚体稳定性的分项安全系数附录A（规范性附录） 许用应力设计法和极限状态设计法的应用：附录B（资料性附录） 动力系数Φ应用的一般注释.. 附录C（资料性附录）在轨道上运行的起重机械估算系数更值的模型示例附录D（资料性附录） 确定由加速度产生的载荷示例附录E（资料性附录） 偏斜引起的载荷（水平侧向力）分析方法示例附录F（资料性附录） 起升驱动类型图示参考文献
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42 GB/T22437.1—2018/ISO8686-1:2012
前言
GB/T22437《起重机载荷与载荷组合的设计原则》分为5个部分：
第1部分：总则；一第2部分：流动式起重机；
第3部分：塔式起重机；一第4部分：臂架起重机；
第5部分：桥式和门式起重机。 本部分为GB/T22437的第1部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分代替GB/T22437.1一2008《起重机载荷与载荷组合的设计原则》，与GB/T22437.1-
2008相比主要技术变化如下：
将“分项载荷系数”修改为分项安全系数”（见第4章表1，2008年版的第4章表1）；增加了有效载荷意外丧失所引起的动力效应系数更。（见第4章表1）；将“将本部分应用于相同操作与环境条件下作业的不同类型起重机时，应寻求失效的等效抗力”的规定从第1章调整到第5章（见5.1，2008年版的第1章）；在极限状态法中增加了“若将本部分与ISO20332结合使用，则极限状态法为首要必备的二阶方法”的规定（见5.2）；将载荷类型从第6章调整到第5章（见第5章，2008年版的第6章）；将“起升总载荷离开地面时”修改为“起升有效载荷离开地面时”（见6.1.1，2008年版的6.1.1）；修改了Φ2的计算公式及相应数表（见6.1.2.1.1，2008年版的6.1.2.1和6.1.2.2）；增加了“轮轴平行度的准确性”的表述（见6.2.2）；增加了“对于试验载荷的验证计算，应考虑最小级别风速5.42m/s”的表述（见6.3.2）；增加了“有效载荷意外丧失引起的载荷”（见6.3.5）；增加了“起重机或起重机零部件的质量”（见7.3.7）；增加了“对结构计算有利或不利的质量”（见7.3.7.1）；增加了“起重机质量的分项安全系数”（见7.3.7.2）；增加了“起重机质量的安全系数”（见7.3.7.3）；增加了“适用于由位移引起载荷的分项安全系数”（见7.3.8）；增加了“验证刚体稳定性的分项安全系数”及相应数表（见7.4)；
本部分使用翻译法等同采用ISO8686-1：2012《起重机载荷与载荷组合的设计原则第1部分：总则》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T5905—2011起重机试验规范和程序（ISO4310：2009，IDT) GB/T6974（所有部分）起重机术语「ISO4306（所有部分） GB/T30024一2013起重机金属结构能力验证（ISO20332：2008，IDT）
本部分做了下列编辑性修改：
将正文与附录中的公式进行了统一编号；对附录C中C.2.4系数S和系数α之间关系公式进行了取绝对值的修改。
本部分由中国机械工业联合会提出。
I GB/T 22437.1—2018/IS0 8686-1:2012
本部分由全国起重机械标准化技术委员会（SAC/TC227）归口。 本部分负责起草单位：太原科技大学、北京起重运输机械设计研究院有限公司。 本部分参加起草单位：中联重科股份有限公司、江西工埠机械有限责任公司、法兰泰克重工股份有
限公司、河南省矿山起重机有限公司、上海市机械施工集团有限公司，
本部分主要起草人：徐格宁、董青、张培、戚其松、任会礼、喻林、金红萍、任海涛、陈晓明、 本部分所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T 22437.1—2008。
ⅡI GB/T 22437.1—2018/IS0 8686-1:2012
起重机载荷与载荷组合的设计原则
第1部分：总则
1范围
GB/T22437的本部分规定了各种载荷计算的通用方法和选择载荷组合的一般原则，其目的是为
了验证ISO4306-1所定义的各类起重机金属结构及机械零部件的承载能力
本方法以刚体动力分析及弹性静力分析为基础，但也允许使用经理论和实践证明具有相同效能的、 更先进的（计算或试验)方法估算载荷与载荷组合的效应和动力载荷系数值。
本部分有两种不同用途： a）为不同类型起重机械制订更专用的标准，提供参数值的通用形式、内容及范围。 b）在设计者、制造者与购买者之间为没有专用标准的起重机械就载荷与载荷组合达成协议提供
一个框架。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件
ISO4302起重机风载荷估算（Cranes—Windloadassessment) ISO4306（所有部分）起重机术语（Liftingappliances一Vocabulary） ISO4310起重机试验规范和程序（Cranes一Testcodeandprocedures） ISO20332 起重机金属结构能力验证（Cranes一Proofofcompetenceofsteelstructures）
3术语和定义
ISO4306界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
载荷 Floadorloads 以力、位移或温度形式从外部或内部作用，致使起重机金属结构或机械部件产生应力。
3.2
动力分析 analysis 《刚体》对假定为非弹性元件组成系统模型作运动和内力的研究
3.3
动力分析 analysis 《弹性体》对假定为弹性元件组成系统模型作相关弹性位移、运动和内力的研究
4符号
本部分采用的主要符号见表1。
1 GB/T22437.1—2018/ISO8686-1:2012
表 1 主要符号
参考本部分有关内容
符 号 $: p: p? p3 p4 $s e $: $:
说 明
多处 6.1.1,表3 6.1.2.1,表3 6.1.2.2,表3 6.1.3.2,表3 6.1.4,6.3.6,表3 6.3.2,表3
反映动力效应的动力载荷系数作用在起重机械质量上的反映起升重力效应的起升冲击系数起升地面载荷的起升动载系数反映部分载荷突然卸载的动力效应的突然卸载冲击系数反映在不平坦路面上运行的动力效应的运行冲击系数由于起重机驱动机构加速引起的加（减）速动载系数反映动载试验载荷的起升动载系数反映同缓冲器碰撞引起的弹性效应的缓冲器碰撞弹性效应系数有效载荷意外丧失所引起的动力效应系数用于确定更，值的专用符号
6.3.3 6.3.5,表3 6.1.1
HC1~HC4 规定的起重机械起升状态级别
6.1.2.1.2~6.1.2.1.4 6.1.2.1.1~6.1.2.1.2,6.1.2.1.5
32 3 Uh
规定的起升状态级别系数用于确定：值的专用符号稳定的起升速度，单位为m/s
6.1.2.2 6.1.2.1.3(表2b)
Fx,Fe,Fx 缓冲力
6.3.3 7.3.2
Yr Yp Ym Ya m mH
用于计算许用应力的安全系数分项安全系数抗力系数高危险度系数有效载荷质量总载荷的质量
7.3.3,表3,7.3.7.2,7.3.8,A.3
表3，附录A 7.3.6,附录A 6.1.2.2 6.1.2.1.1,6.3.1
7m=mHm H 悬挂在起重机械上的剩余部分（吊具)质量
6.3.1
注：附录中使用的更多符号，将在附录中给出定义
5 总则
5.1 一般原则
按照本部分进行能力计算验证的目的是为了采用数学方法确认该起重机在按照制造厂说明书作业时的实际承载能力。
防止失效（如屈服、弹性失稳或疲劳)验证的基础是核算载荷在起重机结构件和机械部件中引起的计算应力是否小于相应的计算强度。
失效验证对抗倾覆稳定性也是必要的，抗倾覆稳定性由载荷引起的倾覆计算力矩与由起重机械所具有的抗倾覆计算力矩之比来确定。此外，为确保起重机械的稳定性和/或避免起重机械及其局部部件意外移动，例如起重臂变幅绳、固定拉索的意外脱开卸载或起重机械的意外滑动，还应对某些力做出限制。
2 GB/T22437.1—2018/ISO8686-1:2012
应当考机械和结构系统的实际与理论几何形状之间差别的影响（例如公差及基础下沉等产生的
影响）。由于这种影响可能会引起的应力超过规定的极限值，因此在进行起重机承载能力验算时应给予考虑。
将本部分应用于相同操作与环境条件下作业的不同类型起重机时，应寻求失效的等效抗力。 5.2结构设计或能力验算的两种常用方法
a）许用应力法它是由组合载荷产生的设计应力与由构件类型或检验条件所确定的许用应力进
行对比。许用应力的确定是以使用经验为基础，并考虑防止由于屈服、弹性失稳或疲劳引起失效的裕度。
b）不 极限状态法 它是用分项安全系数将组合前的各项载荷放大，并与屈服或弹性失稳所规定的
极限状态进行对比。各载荷的分项安全系数是建立在出现的概率和所能确定的载荷精度基础上的。极限状态值是由构件标准强度折减后的强度值组成，以反映构件强度及几何参数的统计偏差。
若将本部分与ISO20332结合使用，则极限状态法为首要必备的二阶方法。 附录A给出了应用两种方法更为详细的说明。
5.3载荷估算
为计算载荷作用引起的应力，应选用适当的起重机模型。根据本部分的规定，引起随时间变化载荷效应（内力)的各种载荷，根据经验、试验或计算均应按等效静载荷进行估算。可以采用刚体动力分析方法，选用一些动力系数估算模拟弹性系统响应所需的各个力。也可选择进行弹性动力学分析或现场测试，但为了反映操作的平稳程度，需要考虑起重机司机实际操作的因素。
无论是许用应力法还是极限状态法，在考虑稳定性和位移时，载荷、载荷组合、动力载荷系数都应在经验的基础上考虑其他相关标准进行设定，或者在试验或统计数据的基础上加以设定。本部分所使用的参数均被认为是可确定的。
如某种载荷不可能出现（例如作用在室内工作起重机上的风载荷），则应在承载能力验算中略去不计。同理，由下述情况引起的载荷也应略去：
a）及 起重机械说明书中禁止的条件； b）起重机械设计中未提供的特性； c）起重机械设计中防止或禁止的条件。 如果采用概率的方法验算承载能力，应当表明相应的条件，特别是可接受的失效概率。
5.4载荷类别
第6章给出了载荷及承载能力验算中用于确定载荷效应的动力载荷系数Φ，的取值范围注：符合动力载荷系数取值范围的特定类型起重机（见前言)的具体数值，可在本标准的其他部分查我作用在起重机上的载荷分为常规载荷、偶然载荷、特殊载荷及其他载荷。当各类载荷与所考虑的起
重机相关或与其使用相关时，才予以考虑。
a）常规载荷发生在正常工作中，在防止屈服、弹性失稳、疲劳失效的能力验算中应予考虑。它们
是由重力和驱动机构、制动器作用在起重机与起升载荷质量上的加速度或减速度以及各种位移引起的载荷，
b) 偶然载荷及效应较少发生，在疲劳估算中不予考虑。它们包括由工作状态风，雪、冰、温度变
化以及偏斜运行引起的载荷。 c) 特殊载荷及其效应很少发生，在疲劳估算中也不予考虑。它们包括由试验、非工作状态风，缓
冲力和倾翻、意外停机、传动件失效以及起重机械基础外部激励引起的载荷。
3 GB/T22437.1—2018/ISO8686-1:2012
其他载荷包括安装和拆卸载荷以及平台和通道上的载荷，
d) 载荷所属类别并不是载荷重要性或关键性的标志。例如安装和拆卸载荷虽然处于最后一种类型，
但因为相当多的事故发生在装拆作业阶段，应当给予特别的注意。
附录B对系数：的应用给出一般注释。
6载荷与适用系数
6.1 常规载荷 6.1.1作用在起重机械质量上的起升重力效应
起重机械的质量，应包括在运转时始终处在起重机械固定位置上的某些部件，而有效载荷除外（见 6.1.2）。对于某些起重机械或某些应用情况，可能需要叠加上由于物料结壳的质量，例如煤或类似粉末粘结在起重机械及其零件上的情况。
起重机械质量产生的重力应乘以起升冲击系数Φ1，此处1=1土α，0≤α≤0.1，采用这种方法是考虑了起升有效载荷离开地面时对起重机械金属结构产生的振动激励。为了反映振动脉冲效应范围的上下限，该系数通常采用上下两个限值。
起升冲击系数Φ，可应用于起重机械结构及其支撑的设计中。在某些情况下，为了寻求构件和部件的最危险载荷，应运用系数的上下两个限值。
附录B对系数Φ：的应用给出一般注释。 6.1.2垂直作用在总载荷上的惯性和重力效应 6.1.2.1 起升无约束的地面载荷 6.1.2.1.1总则
在起升无约束的地面载荷时，将载荷从地面传递到起重机械上的动力效应以起升动载系数Φ2乘以总载荷质量引起的重力来考虑（见图1）。
总载荷的质量包括有效载荷、吊具以及钢丝绳悬垂段的质量。 起升动载系数Φ2由式（1)确定：
p2=p2min+β2·Uh
..(1)
式中： β2 Uh p2 min 2的最小值（见表2c)。
根据起重机起升状态级别所得到的系数（见表2a）；驱动系统的典型起升速度，单位为m/s（见表2b）；
F= 9,mng
μ= 0
BHuts
V
mA
I
图1 起升地面载荷时的动力效应
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