Interpretation of the ISO 8686-4:2005 Standard, “Design of Load Combinations for Gantry Cranes”
📌ISO 8686-4:2005《起重机 载荷与载荷组合 第4部分：门式起重机》是门式起重机载荷组合设计标准。标准规定了门式起重机在极限状态法设计时的载荷分类、取值和组合方法。
载荷分类与取值
永久载荷G（自重/固定设备/轨道）、可变载荷Q（吊载/风载/雪载/冲击/温度）、偶然载荷A（地震/碰撞）。工作风压250N/m²、非工作50年一遇极值。动载系数1.1~1.3，运行冲击系数1.1~1.3。门式特有：支腿偏斜载荷（高差≤S/1000）、卡轨力（10%轮压）、货物偏摆水平力（5%~10%吊载）。
载荷组合方法
工作基本组合γG×G+γQ×Q+ψW（γG=1.2、γQ=1.5、ψ=0.6~0.7），非工作G+Wmax（γG=1.0、γW=1.0），安装G+Q×1.3，偶然G+A+ψQ（ψ=0.5）。各组合下应力σd≤fd/γM（钢材γM=1.0~1.1、焊缝γM=1.15~1.25）。门架结构验算整体稳定和支腿局部稳定。
| 组合 | 组成 | 分项 | Verification |
|---|---|---|---|
| 工作基本 | γG×G+γQ×Q+ψW | γG = 1.2, γQ = 1.5 | 强度/稳定 |
| 非工作 | G+Wmax | γG=1.0,γW=1.0 | 极限风稳定 |
| 安装拆卸 | G+Q×1.3 | γG=1.2,γQ=1.3 | 安装状态 |
| By chance | G+A+ψQ | ψ=0.5 | 抗震/碰撞 |
基础与轨道检查
基础沉降每半年测量（年沉降≤5mm、不均匀≤1/1000）。轨道每月检查（磨损≤5mm、跨距±5mm、接头1~2mm）。螺栓每月扭矩检查。接地每半年≤4Ω。
| Inspection | Cycle | Methods | Standards |
|---|---|---|---|
| 基础沉降 | Every six months | Level | 年≤5mm,不均匀≤1/1000 |
| 轨道磨损 | Monthly | 卡尺 | ≤5 mm |
| 跨距 | Monthly | Steel Tape Measure | ±5 mm |
| 螺栓扭矩 | Monthly | Torque Wrench | ±5% |
| 接地 | Every six months | 测试仪 | ≤4Ω |
门式起重机结构设计的核心是准确确定各工况下的载荷作用和合理的载荷组合。永久载荷G包括主梁自重（由结构自重计算确定——钢材密度7850kg/m³，乘以各构件的截面面积和长度累加）、小车和起升机构自重（制造商提供的实际重量）、轨道及附件自重（按轨道型号单位重量×长度计算）和走道平台及电气设备自重。在计算结构内力时，永久载荷的分项系数γG取1.2（载荷效应对结构不利时——主梁跨中弯矩、支腿轴压力等增强效应的情况）或1.0（载荷效应对结构有利时——抗倾翻稳定、锚定反力等减弱效应的情况）。
可变载荷Q中的风载荷计算需要考虑多种因素。工作状态的风压标准值取250N/m²（对应风速约20m/s、7~8级风），非工作状态的风压取当地50年一遇的极大风速对应的风压值（沿海地区可高达1500N/m²、内陆地区多为500~800N/m²）。风载荷的计算公式Fw=C×q×A中的风力系数C根据构件截面形状确定——箱形主梁（矩形截面）取1.3~1.6、钢管桁架（圆管）取0.7~1.0、支腿（工字形或箱形）取1.0~1.3。受风面积A按构件实际轮廓的投影面积乘以填充系数0.4~0.6（考虑格构式和桁架式结构的空隙面积）。风压沿高度分布的不均匀性——地面以上每增高10m，风压增加2%。
Frequently Asked Questions
问：载荷分类？
答：永久G、可变Q（吊载/风载/冲击）、偶然A。特有：支腿偏斜、卡轨力10%轮压、偏摆5%~10%。动载系数1.1~1.3。
问：分项系数？
答：γG=1.2/1.0、γQ=1.5、ψ=0.6~0.7。钢材γM=1.0~1.1、焊缝γM=1.15~1.25。安装γQ=1.3。
问：载荷组合？
答：工作γG×G+γQ×Q+ψW、非工作G+Wmax、安装G+Q×1.3、偶然G+A+ψQ。σd≤fd/γM。
问：基础和轨道检查？
答：基础沉降每半年、轨道每月、螺栓每月、接地每半年。克鲁德重工门式起重机按全部载荷组合设计。
