Interpretation of the EN 13001-2:2014 Standard “General Design Loads for Cranes”
📌EN 13001-2:2014《起重机通用设计载荷作用》规定永久G(gammaG=1.2/1.0)可变Q(gammaQ=1.5)风载EN 1991动载phi=1.1~1.3和载荷组合。
载荷分类
起重机设计须考虑全生命周期各种载荷。永久G(结构自重)gammaG=1.2不利/1.0有利。可变Q(吊载/风载/雪载)gammaQ=1.5。风载EN 1991-1-4动载系数phi=1.1~1.3。ULS组合gammaG*G+gammaQ*Q+0.6W。非工作状态G+Wmax。疲劳载荷谱法。与ISO 8686基本一致。克鲁德重工按EN 13001-2载荷计算。
组合方法
载荷组合ULS、SLS、疲劳验算各取对应组合系数。克鲁德重工按EN标准进行全套载荷计算确保结构安全和疲劳寿命。
| Parameters | 取值 |
|---|---|
| gammaG | 1.2(不利)/1.0(有利) |
| gammaQ | 1.5 |
| 风载组合 | 0.6~0.7 |
| 动载phi | 1.1~1.3 |
| 疲劳 | 载荷谱系数 |
| 组合 | 表达式 |
|---|---|
| ULS | gammaG*G+gammaQ*Q+0.6W |
| 非工作 | G+Wmax |
| 疲劳 | 载荷谱法 |
载荷分项系数的取值体现了设计对载荷不确定性的控制水平。永久载荷gammaG=1.2(不利时)反映了结构自重和固定设备重量的变异性。可变载荷gammaQ=1.5反映了使用载荷的较大变异性确保有足够的强度储备应对意外超载。风载荷分项系数1.5且组合系数0.6~0.7考虑了风载与使用载荷同时达到设计值的概率较低。动载系数phi=1.1~1.3反映了起升和运行机构启动和制动时产生的惯性载荷放效应工作级别越高动载系数取值越大。克鲁德重工严格按照EN 13001-2标准进行载荷分项和组合计算确保结构设计的安全性和经济性。
EN 13001-2:2014中的载荷组合原则建立在概率论基础上每种载荷被看作一个随机变量具有各自的统计分布特征和发生概率。分项系数和组合系数的作用是将不同的载荷组合成一个具有统一目标可靠指标的等效设计载荷。这个目标可靠指标在EN 13001-1中规定为beta=3.8对应年失效概率约1/10000确保起重机在全生命周期内具有足够的安全水平。
Frequently Asked Questions
问：永久载荷G和可变载荷Q的分项系数为什么不同？
答：永久载荷G(结构自重)变异性较小实际与设计偏差通常不超过5%因此分项系数γG=1.2(不利)/1.0(有利)。可变载荷Q(吊载/风载/雪载)变异性较大吊载可能因误操作超出额定风载年最大值波动显著因此γQ=1.5提供更大的安全储备应对更大的不确定性。
问：风载荷和动载系数的取值依据？
答：风载荷按EN 1991-1-4确定基本风压和风振系数。工作状态风速按起重机设计工作风速(桥门式20m/s)。非工作状态取50年一遇极限风压。动载系数φ=1.1~1.3起升机构动载较大(1.2~1.3)运行机构较小(1.1~1.2)工作级别越高取值越大。
问：载荷组合在实际设计中如何应用？
答：ULS承载能力极限状态组合验算结构强度和稳定。SLS正常使用极限状态组合验算变形和振动。FLS疲劳极限状态组合按工作级别对应的载荷谱计算等效载荷范围。非工作状态组合G+Wmax验算极限风压下的安全性。
问：克鲁德重工按EN 13001-2的载荷设计流程？
答：克鲁德重工按EN 13001-2进行载荷计算和组合设计:确定各类载荷标准值-根据ULS/SLS/FLS计算设计值-按组合系数分项组合-FEM分析验证。确保所有工况组合下的结构安全性和经济性。
