Requisitos de Estabilidade para Guindastes GB/T 36033-2018
A norma ISO 12210-1:2005 (MOD), correspondente à GB/T 36033-2018, estabelece os requisitos gerais de estabilidade para guindastes. Esta norma define os princípios básicos, métodos de cálculo, condições de carga e critérios de aceitação para a verificação de estabilidade anti-tombamento, sendo aplicável a pontes rolantes, pórticos, gruas de torre, guindastes móveis e guindastes sobre pórtico de base.
A norma GB/T 36033-2018 estabelece os requisitos gerais de estabilidade para guindastes, definindo os métodos de cálculo e as condições de verificação para a resistência ao tombamento de todos os tipos de equipamentos. A estabilidade é o indicador central do projeto de segurança de um guindaste, pois determina diretamente a sua capacidade de resistir ao tombamento tanto em condições nominais de operação quanto em condição fora de serviço.
Princípios básicos do cálculo de estabilidade
A norma GB/T 36033-2018 define o princípio fundamental do cálculo de estabilidade: sob a ação das diversas cargas, o guindaste está sujeito a um equilíbrio entre o momento de tombamento (Mtombamento) e o momento estabilizante (Mestabilizante). O critério de segurança é que a relação entre o momento estabilizante e o momento de tombamento — ou seja, o coeficiente de estabilidade K — não seja inferior ao fator de segurança exigido. O coeficiente de estabilidade é calculado pela fórmula K = Mestabilizante / Mtombamento ≥ Kmín, onde Kmín é o coeficiente mínimo, variando entre 1,25 e 1,5 conforme a condição de operação. O momento estabilizante é gerado pelo peso próprio do guindaste (incluindo contrapeso e lastro) em relação à aresta de tombamento, enquanto o momento de tombamento resulta da carga de elevação, carga de vento, carga de inércia e carga devida à inclinação. O cálculo deve considerar a condição mais desfavorável possível — ou seja, a combinação de cargas mais crítica e a direção de tombamento mais desfavorável. A norma classifica o tombamento em dois tipos: tombamento global (rotação completa do guindaste em torno da aresta de tombamento) e instabilidade local (como elevação de um lado dos estabilizadores ou flambagem do mastro de torre). Para pontes rolantes e pórticos, verifica-se principalmente a estabilidade na direção da Translação da Ponte (ao longo do trilho) e na direção transversal (perpendicular ao trilho).
Condições de operação e combinação de cargas
A norma define os seguintes casos de carga de verificação: Caso 1 — condição de trabalho sem vento (operação normal): cargas aplicadas incluem peso próprio, carga de elevação nominal e carga de inércia (força de inércia vertical gerada pelo arranque/paragem do mecanismo de elevação e força de inércia horizontal gerada pelo arranque/paragem do mecanismo de translação). Coeficiente de estabilidade mínimo Kmín = 1,5. Caso 2 — condição de trabalho com vento (operação normal com vento): cargas aplicadas incluem peso próprio, carga de elevação nominal, carga de inércia e carga de vento (pressão de vento de operação de 250 Pa, correspondente a vento de grau 7 a 20 m/s). Coeficiente de estabilidade mínimo Kmín = 1,33. Caso 3 — condição fora de serviço com vento (equipamento parado sujeito à carga de vento máxima): cargas aplicadas incluem peso próprio e carga de vento em condição fora de serviço (pressão de 800 Pa correspondente a 36 m/s em regiões interiores; 1500 Pa correspondente a 50 m/s em regiões costeiras). Coeficiente de estabilidade mínimo Kmín = 1,25. Caso 4 — condição de montagem/desmontagem: as cargas aplicadas são determinadas conforme o plano de montagem, com coeficiente de estabilidade mínimo Kmín = 1,25. A norma também estabelece que, para guindastes que transportam metal fundido, o coeficiente de estabilidade em todas as condições deve ser aumentado em 10% (ou seja, multiplicado por 1,1).
Determinação da aresta de tombamento
A norma especifica detalhadamente o método de determinação da aresta de tombamento para cada tipo de guindaste: Ponte Rolante — a aresta de tombamento é a linha de contacto entre a roda da ponte rolante e o trilho. Para pontes rolantes com quatro pontos de apoio (quatro rodas), a aresta de tombamento é o eixo das rodas do lado que se eleva (ou seja, a linha que liga as duas rodas do mesmo lado). Como as pontes rolantes são confinadas pelos trilhos no edifício industrial, o tombamento global não ocorre em condições normais — no entanto, estudos indicam que sob cargas de vento extremas (como colapso do edifício causando deslocamento dos trilhos) ou em caso de terremoto, o tombamento ainda é possível; o fabricante deve fornecer ao utilizador os dados de estabilidade sob carga de vento. Guindaste de Pórtico — na direção da Translação da Ponte, a aresta de tombamento é a linha que liga as rodas de deslocamento de um lado do pórtico; na direção transversal, é a linha de ligação entre a grade de proteção do passadiço da Viga Principal e o estabilizador (o ponto de apoio é a Viga Transversal inferior ou a base do estabilizador). Em pórticos exteriores, a carga de vento gera dois problemas de segurança: o tombamento, controlado pelo coeficiente de estabilidade, e o deslizamento, controlado pelo grampo de trilho ou dispositivo de ancoragem. Grua de Torre — a aresta de tombamento é a linha que liga a borda da fundação de concreto ou a base dos estabilizadores na parte inferior do mastro de torre. A estabilidade é o indicador central do projeto de segurança das gruas de torre, pois o centro de gravidade elevado e a grande área exposta ao vento tornam este tipo de equipamento o mais suscetível a acidentes de tombamento. A Kelude Indústrias Pesadas cumpre rigorosamente a norma GB/T 36033 na verificação de estabilidade dos seus projetos de pontes rolantes e pórticos.
Medidas de resistência ao tombamento
As medidas recomendadas pela norma para aumentar a estabilidade dos guindastes incluem: Aumento do peso próprio — adicionar contrapeso na base ou na posição do contrapeso para aumentar o momento estabilizante. Para gruas de torre, a definição adequada do peso e da posição do lastro é o meio fundamental para garantir a estabilidade. Redução da área exposta ao vento — otimizar a forma estrutural do guindaste (estruturas aerodinâmicas ou vazadas) para reduzir a força da carga de vento. Alargamento da distância entre estabilizadores — para guindastes móveis, aumentar o Vão transversal e longitudinal dos estabilizadores melhora significativamente o coeficiente de estabilidade transversal (um aumento de 10% no Vão dos estabilizadores pode aumentar o coeficiente de estabilidade em cerca de 15%). Instalação de dispositivos anti-tombamento — instalar ganchos anti-tombamento (dispositivos anti-descarrilamento) em ambos os lados dos guindastes sobre trilhos, garantindo que as rodas não se desprendam do trilho mesmo sob cargas de vento extremas. Reforço da fundação — as dimensões e a profundidade da fundação das gruas de torre devem ser calculadas com base na capacidade de carga do solo, garantindo que a própria fundação não tombe sob o momento de tombamento. Precauções na utilização diária — é rigorosamente proibida a operação com sobrecarga; evitar arranques e travagens bruscas durante a operação (a carga de inércia aumenta o momento de tombamento); após o término do trabalho, posicionar a lança na direção do vento e libertar o freio de rotação (permitindo que a lança rode livremente com o vento para reduzir a carga de vento); em caso de alerta precoce de tempestade, devem ser tomadas medidas de ancoragem antecipadamente.
| condições de operação | Kmin | Incluídos Carga | Objetivo da Verificação |
|---|---|---|---|
| Operação sem Vento | 1.5 | Peso Próprio+Nominal+Inércia | Segurança em Operação Normal |
| Operação com Vento | 1.33 | Peso Próprio+Nominal+Inércia+carga de vento | Operação com Ventocondições de operação Segurança em Operação Normal |
| condição fora de serviço | 1.25 | Peso Próprio+Extremocarga de vento | Resistência ao Vento Máximo |
| montagem e desmontagem | 1.25 | Peso Próprio+instalação Carga | Segurança durante a Montagem |
Perguntas Frequentes
P: Qual é o princípio básico da verificação da estabilidade de um guindaste?
R: O princípio básico da estabilidade de um guindaste é o equilíbrio de momentos: o momento estabilizante (gerado pelo Peso Próprio do guindaste) deve ser superior ao momento de tombamento (produzido pela carga suspensa e pela carga de vento). O coeficiente de estabilidade K = momento estabilizante ÷ momento de tombamento. As Normas exigem K ≥ 1,15 na condição de trabalho e K ≥ 1,25 na condição fora de serviço (calculado com a velocidade máxima do vento da região). Para guindastes móveis, devem ser consideradas as condições de apoio dos Estabilizadores e a capacidade de carga do solo. A verificação da estabilidade deve considerar a combinação de cargas mais desfavorável — Capacidade de elevação máxima + Alcance máximo + carga de vento em serviço.
P: Que fatores afetam a resistência ao tombamento de um guindaste?
R: Os principais fatores são: 1) Peso Próprio e Posição do centro de gravidade do guindaste — quanto maior o peso e mais baixo o centro de gravidade, maior a estabilidade; 2) Capacidade de Elevação e Alcance — quanto maiores a carga e o alcance, maior o momento de tombamento; 3) carga de vento — a pressão do vento é proporcional ao quadrado da velocidade, e em ventos fortes a carga de vento pode representar 30% a 50% do momento de tombamento; 4) inclinação do Trilho — tanto a inclinação longitudinal quanto a transversal reduzem o momento estabilizante efetivo; 5) capacidade de carga da fundação — o assentamento ou a Deformação do solo pode causar a inclinação do guindaste. As Normas exigem que todos esses fatores sejam devidamente considerados nos cálculos de estabilidade.
P: Que requisitos especiais de estabilidade se aplicam a uma Grua de Torre?
R: Devido ao centro de gravidade elevado e à grande área exposta ao vento, os requisitos de estabilidade para uma Grua de Torre são mais rigorosos: 1) O contrapeso e a lastragem devem ser instalados conforme o Manual de Operação — a falta de lastro é a principal causa de tombamento de gruas de torre; 2) Na condição fora de serviço, a Lança deve poder girar livremente (acompanhando a direção do vento) para reduzir a carga de vento; 3) A fundação do trilho de uma grua torre sobre trilhos deve atender aos requisitos de capacidade de carga, e a inclinação de assentamento dos trilhos e das placas de distribuição deve ser ≤ 1/1000; 4) Em um guindaste de torre amarrado, o espaçamento entre os Dispositivos de ancoragem e a capacidade de carga dos pontos de fixação devem cumprir os requisitos de projeto. As gruas de torre Kelude saem de fábrica com um relatório de cálculo de estabilidade completo.
P: Quais são os sinais de alerta precoce de estabilidade insuficiente num guindaste?
R: Os sinais de alerta precoce de estabilidade insuficiente incluem: 1) Inclinação anormal de toda a máquina — deve-se parar e verificar o Nivelamento da fundação e dos trilhos; 2) Roda de translação (ou Estabilizador) a levantar do solo — é um sinal direto de perda grave de estabilidade; 3) Alarmes frequentes do limitador de momento de carga — indica que as condições de operação estão próximas ou no limite de estabilidade; 4) Aumento visível da oscilação da máquina em ventos fortes — deve-se orientar a Lança na direção do vento para reduzir a carga de vento; 5) Assentamento ou fissuras evidentes na fundação do trilho — deve-se interromper imediatamente os trabalhos e reforçar a fundação.
