《起重机 金属结构能力验证GBT 30024-2020》详细解读

《起重机金属结构能力验证GB/T30024-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义、符号和缩略语4概述4.1一般原则4.2文件编制4.3可选方法contents目录4.4结构件的材料4.5螺栓连接4.6销轴连接4.7焊缝连接4.8结构件和连接的能力验证5静力强度验证5.1概述contents目录5.2极限设计应力和力5.3验证的实施6疲劳强度验证6.1概述6.2极限设计应力6.3应力历程6.4验证的实施6.5极限设计应力范围的确定contents目录7弹性稳定性验证7.1概述7.2受压构件的侧向屈曲7.3压应力和剪应力作用下的薄板屈曲7.4验证的实施附录A(资料性附录)多个剪切面连接中每个螺栓和每个剪切面的极限设计剪力Fv,Rdcontents目录附录B(资料性附录)预紧螺栓附录C(规范性附录)设计焊缝应力σw,Sd和τw,Sd附录D(规范性附录)斜率常数m值和特征疲劳强度Δσc、Δτc附录E(规范性附录)极限设计应力范围的计算值ΔσRd和ΔσRd1附录F(资料性附录)应力循环的估算—示例contents目录附录G(资料性附录)拉伸载荷作用下连接刚度计算参考文献011范围桥式起重机门式起重机塔式起重机流动式起重机铁路起重机门座起重机桅杆起重机旋臂式起重机标准的适用对象金属结构的承载能力疲劳强度和耐久性结构稳定性和刚度焊接质量和无损检测要求标准的涵盖内容在用起重机金属结构的定期检验和评估起重机事故分析和预防新制造起重机的金属结构能力验证标准的适用范围123提高起重机的安全性和可靠性指导起重机设计、制造、安装和使用单位进行规范操作为政府监管提供技术依据，促进起重机行业的健康发展标准的实施意义022规范性引用文件国家标准与ISO标准对应本标准的制定过程中，充分参考了国际标准化组织（ISO）的相关标准，确保我国起重机金属结构能力验证的标准与国际接轨。具体对应ISO20332:2016《起重机金属结构能力验证》等国际标准，提高了标准的国际通用性和认可度。引用文件的全面性为了确保标准的科学性和准确性，本标准引用了多个与起重机设计、制造、测试相关的国家或国际标准。这些引用文件涵盖了金属材料性能、紧固件机械性能、焊接质量等多个方面，为起重机金属结构的能力验证提供了全面的技术支持。2.规范性引用文件对附属部件的考虑虽然本标准主要关注起重机金属结构的能力验证，但在规范性引用文件中也考虑到了附属部件（如栏杆、楼梯、走道、司机室等）对主要结构产生的影响。这体现了标准制定者对起重机整体安全性和稳定性的高度重视。与载荷与载荷组合设计原则的协同本标准与《起重机—载荷和载荷组合的设计原则》(ISO8686)中载荷与载荷组合的适用部分协同使用，确保了起重机在各种载荷条件下的安全性和稳定性。这种协同作用使得本标准更加实用和有效。2.规范性引用文件033术语、定义、符号和缩略语指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称天车，航吊，吊车。起重机用于移动、搬运或举升物料的机械设备，起重机是其中的一种。物料搬运机械由履带起重机演变而成，行驶驾驶室与起重操纵室合二为一，克服了履带起重机对路面造成破坏的缺点。轮胎起重机术语指起重机在正常工作条件下，允许吊起的最大重量。额定起重量表示起重机的工作繁忙程度和满载程度的综合参数，包括利用等级和载荷状态。工作级别对于桥式起重机，指起重机轨道中心线之间的距离。跨度定义010203符号Q表示起重机的额定起重量。表示起重机跨度。S表示起重机起升高度。H起重能力，通常用吨（t）表示。Liftingcapacity起重机，一种重型设备，用于吊装和移动重物。Crane国家标准推荐性标准。GB/T缩略语044概述确保起重机的金属结构在设计、制造、安装和使用过程中具有足够的能力，以保障人员和设备的安全。目的随着起重机在各行各业的广泛应用，其安全问题日益受到关注。金属结构作为起重机的重要组成部分，其能力的验证对于确保起重机的整体安全性具有重要意义。背景4.1验证目的和背景范围本标准适用于各类起重机金属结构的能力验证，包括但不限于桥式起重机、轮胎起重机等。内容验证内容包括金属结构的强度、刚度、稳定性等方面的要求，以及验证方法和程序。4.2验证范围和内容方法采用理论分析、实验测试和数值模拟等方法进行金属结构的能力验证。程序包括制定验证方案、实施验证、分析验证结果和编写验证报告等步骤。4.3验证方法和程序4.4验证的意义和价值价值为起重机的设计、制造、安装和使用提供科学依据，推动起重机行业的技术进步和标准化发展。同时，也有助于提升企业在国内外市场上的竞争力，保障用户的合法权益。意义通过金属结构的能力验证，可以及时发现和消除潜在的安全隐患，提高起重机的使用安全性和可靠性。054.1一般原则1234.1.1标准的适用范围本标准适用于各种类型起重机的金属结构能力验证。通用性强，可应用于不同种类和规格的起重机。4.1一般原则确保起重机金属结构在预定工作条件下具有足够的安全性和稳定性。通过验证，预防结构失效和减少事故风险。4.1.2验证的目的4.1一般原则4.1.3验证方法基于极限状态法进行验证。4.1一般原则涉及静力强度、疲劳强度、弹性稳定性的验证计算。4.1.4与其他标准的关联与《起重机—载荷和载荷组合的设计原则》(ISO8686)协同使用。可参考其他相关标准，如材料标准、设计标准等。在解读《起重机金属结构能力验证GB/T30024-2020》时，需要关注其一般原则，这些原则构成了该标准的基础和指导思想。通过遵循这些原则，可以确保起重机金属结构在各种工作条件下都能保持足够的强度和稳定性，从而保障起重机的安全使用。4.1一般原则064.2文件编制4.2.1编制目的记录验证过程中的重要数据和结果，便于后续分析和追溯提供详细的验证步骤和方法，以供操作人员参考确保金属结构能力验证过程的规范性和准确性010203详细描述验证的步骤、方法和操作要点验证程序设计表格和模板，用于记录验证过程中的关键数据数据记录01020304明确验证的目标、范围、时间表和资源配置验证计划对验证数据进行处理和分析，得出结论和建议结果分析4.2.2编制内容4.2.3编制要求结合实际情况，制定切实可行的验证方案注重细节和可操作性，确保验证过程的顺利进行及时更新和修订文件，以适应变化的需求和情况遵循相关法规和标准要求，确保文件的合规性建立文件管理制度，明确文件的编制、审核、批准和发布流程对文件进行编号和归档，便于查询和追溯定期对文件进行复审和更新，确保其有效性和适用性加强文件的保密和安全管理，防止信息泄露和非法获取4.2.4文件管理074.3可选方法4.3.1极限状态法010203基于极限状态法进行能力验证，确保起重机金属结构在规定的载荷和载荷组合下不发生失效。该方法通过计算结构件的应力、变形等参数，与许用值进行比较，从而判断结构的安全性。极限状态法考虑了材料的非线性、几何非线性和边界条件非线性等因素，因此结果更为准确。对于受压的起重机金属结构，需要进行弹性稳定性验证，以防止结构在压缩载荷作用下发生屈曲失稳。4.3.2弹性稳定性验证该方法通过计算结构的临界载荷和屈曲模态，判断结构在给定载荷下的稳定性。弹性稳定性验证对于保证起重机金属结构在正常工作条件下的安全性至关重要。起重机金属结构在长期使用过程中，会受到循环载荷的作用，因此需要进行疲劳强度验证。该方法通过计算结构在循环载荷作用下的疲劳寿命，判断结构是否满足使用要求。疲劳强度验证有助于发现结构潜在的疲劳裂纹等缺陷，从而及时采取措施进行修复或更换。总的来说，可选方法包括极限状态法、弹性稳定性验证和疲劳强度验证等，这些方法可以单独使用，也可以结合使用，以确保起重机金属结构在各种工况下的安全性和稳定性。同时，应根据具体起重机的类型和使用环境，选择合适的方法进行验证。4.3.3疲劳强度验证084.4结构件的材料钢材起重机金属结构常用钢材为碳素结构钢和低合金高强度钢，具有良好的强度和韧性。铝合金在特定情况下，如需要减轻重量或提高耐腐蚀性时，可选用铝合金材料。4.4.1材料选择强度金属结构材料应具有较高的屈服强度和抗拉强度，以满足起重机在作业过程中的承载要求。韧性材料应具备良好的冲击韧性和断裂韧性，以防止在受到冲击或出现裂纹时发生脆性断裂。焊接性金属结构材料应具有良好的焊接性能，以保证结构件之间的可靠连接。4.4.2材料性能要求化学成分分析对进厂材料进行化学成分分析，确保其符合相关标准要求。力学性能试验对材料进行拉伸、冲击等力学性能试验，验证其强度和韧性是否满足设计要求。无损检测采用超声检测、磁粉检测等方法对材料进行无损检测，确保其内部无缺陷或裂纹等潜在安全隐患。4.4.3材料检验与验收代用材料需经过严格的检验和验证流程，确保其满足起重机的使用要求。代用情况应详细记录并报备相关部门，以便后续跟踪和管理。在确保结构安全的前提下，允许采用性能相当或更优的材料进行代用。4.4.4材料代用原则094.5螺栓连接在GB/T30024-2020《起重机金属结构能力验证》中，螺栓连接作为一个重要的结构连接方式，其验证和规定十分关键。以下是对该标准中螺栓连接部分的详细解读4.5螺栓连接1.螺栓连接的重要性螺栓连接是起重机金属结构中常见的连接方式，对于确保整体结构的稳定性和安全性至关重要。正确的螺栓连接设计和验证能够有效预防结构失效和安全事故。4.5螺栓连接0102032.螺栓连接的验证要求4.5螺栓连接标准中规定了螺栓连接的强度验证方法，包括极限设计应力和力的计算。需要考虑螺栓连接的疲劳强度，以防止在循环载荷下形成临界裂纹。4.5螺栓连接验证过程中还需考虑螺栓预紧力的影响，以及螺栓和螺母的材料性能。013.螺栓选型和安装要求02根据起重机的工作环境和载荷要求，选择合适的螺栓类型和规格。03010203螺栓安装时应确保正确的预紧力，并遵循规定的拧紧顺序和方法。定期检查螺栓连接的紧固状态，及时发现并处理松动或损坏的螺栓。4.与相关标准的关联4.5螺栓连接4.5螺栓连接GB/T30024-2020引用了多个与螺栓连接相关的国家标准，如GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》等。这些相关标准为螺栓连接的选材、设计、制造和检验提供了详细的指导和要求。4.5螺栓连接5.安全注意事项在进行螺栓连接验证时，应严格遵守安全操作规程，避免人员伤害和设备损坏。对于高强度螺栓连接，应特别注意氢脆现象的风险，并采取相应的预防措施。综上所述，GB/T30024-2020《起重机金属结构能力验证》中关于螺栓连接的规定旨在确保起重机金属结构的稳定性和安全性。在实际应用中，应严格按照标准要求进行螺栓连接的设计、选型、安装和验证工作。104.6销轴连接设计原则销轴连接设计应遵循安全性、可靠性和经济性的原则，确保连接稳定且能承受预定的载荷。销轴连接的设计与要求材料选择销轴和销孔的材料应具有足够的强度和耐磨性，以保证连接的稳定性和耐久性。加工精度销轴和销孔的加工精度应符合相关标准，以保证连接的紧密性和准确性。静力强度验证通过计算或实验验证销轴连接在静载荷作用下的强度是否满足要求。疲劳强度验证销轴连接的验证方法考虑销轴连接在重复载荷作用下的疲劳性能，确保其在使用寿命内不会发生疲劳断裂。0102安装要求销轴连接应按照规定的安装程序进行，确保连接的准确性和稳定性。维护措施定期检查销轴连接的状态，及时发现并处理潜在的问题，以保证其长期稳定运行。销轴连接的安装与维护VS根据国家标准和相关行业规范，对销轴连接进行安全评估，确保其符合安全要求。风险评估对销轴连接在使用过程中可能出现的风险进行评估和预防，制定相应的安全措施。评估标准销轴连接的安全评估114.7焊缝连接010203焊缝应符合设计要求，保证连接强度和密封性。焊接过程中应避免产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。焊缝应进行必要的无损检测，以确保质量。焊缝连接的基本要求焊缝连接的验证方法无损检测采用超声波、X射线或磁粉探伤等方法检测焊缝内部质量。目测检查检查焊缝外观质量，如焊缝是否平直、均匀，有无裂纹、夹渣等缺陷。焊缝连接的强度计算根据焊缝的类型和尺寸，计算焊缝的承载能力。考虑焊缝的应力集中系数，对承载能力进行修正。““定期检查焊缝的完整性，及时发现并处理潜在问题。总的来说，焊缝连接在起重机金属结构中扮演着至关重要的角色。为了确保其安全性和可靠性，必须对焊缝进行严格的验证和检查。这包括焊缝的外观质量、内部质量以及承载能力等多个方面。通过科学的方法和手段进行验证和检查，可以确保焊缝连接的质量和安全性，从而保障起重机的整体性能和安全性。对于重要焊缝，应进行定期的无损检测，确保其安全可靠。焊缝连接的维护与检查124.8结构件和连接的能力验证验证内容结构件的强度、刚度和稳定性是否满足设计要求和使用条件。重点关注关键部位和薄弱环节，如焊缝、应力集中区域等。验证方法通过理论计算、有限元分析或实验测试等方法，对结构件进行全面的能力验证。结构件的能力验证连接的可靠性、耐久性和安全性是否满足要求。验证内容检查连接的构造、紧固件的选择和安装质量，以及连接处的应力分布等。验证方法高强度螺栓连接、焊接连接等关键连接部位。重点关注连接的能力验证在进行结构件和连接的能力验证时，需要考虑多种因素，如载荷类型、大小和方向，结构件和连接的材料、尺寸和形状，以及制造工艺等。通过全面的能力验证，可以确保起重机金属结构的安全性和可靠性，避免因结构失效而引发的安全事故。此外，对于验证过程中发现的问题，需要及时进行整改和优化，以提高起重机金属结构的整体性能和使用寿命。同时，定期的维护和检查也是必不可少的，以确保起重机的长期稳定运行。连接的能力验证135静力强度验证验证目的确保起重机金属结构在静载荷作用下具有足够的强度。防止由于材料屈服、夹紧摩擦连接的滑移、弹性失稳和结构件或连接的断裂而产生过度变形。010203通过理论验证计算和/或测试进行能力验证。采用分项安全系数的极限状态法进行计算。考虑在载荷组合A、B或C中的最不利载荷效应，并与给出的极限设计抗力相比较。验证方法结构件和连接的验证应同时考虑各种载荷组合中的最不利载荷效应。验证内容验证过程中需考虑附属部件对主要结构产生的影响。验证计算中应采用钢材强度（通常用屈服应力定义）和冲击韧性。弹性稳定性验证也是静力强度验证的一部分，目的是保证理想的线性结构件或部件不因仅受压缩力或压应力作用产生横向变形而丧失其稳定性。注意事项本标准仅考虑名义应力，即采用传统材料弹性强度理论计算的应力，不包括局部应力集中效应。验证过程中，如果采用其他应力计算方法（如有限元分析）得到的应力直接用于本标准规定的验证，可能会产生过度保守的结果。010203145.1概述起重机是指在一定范围内进行垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称天车、航吊、吊车。定义起重机按其结构和功能可分为轮胎起重机、桥式起重机等多种类型，每种类型都有其独特的特点和使用场景。分类起重机的定义与分类金属结构是起重机的主要承载部件，承受着起重机的自重和吊重等载荷，因此其结构强度和稳定性至关重要。承载作用金属结构的稳定性和可靠性直接关系到起重机的使用安全，一旦金属结构出现问题，可能会导致严重的安全事故。安全保障金属结构的重要性通过对起重机金属结构进行能力验证，可以确保其结构强度和稳定性满足使用要求，从而保障起重机的使用安全。确保安全根据相关法律法规和标准要求，起重机在使用前需要进行能力验证，以确保其符合安全使用条件。符合法规要求能力验证的必要性制定背景随着起重机技术的不断发展和市场需求的变化，原有的起重机标准已经无法完全满足现代起重机设计和使用的需求。因此，制定新的起重机金属结构能力验证标准显得尤为重要。意义GB/T30024-2020标准的制定为起重机金属结构的能力验证提供了更为详细和具体的指导，有助于提高起重机的安全性和可靠性，促进起重机行业的健康发展。GB/T30024-2020标准的制定背景和意义155.2极限设计应力和力01定义极限设计应力是指在金属结构中最大允许应力值，超过此值可能会导致结构破坏或失效。极限设计应力02重要性极限设计应力是起重机金属结构设计的基础，它确保了结构在承受载荷时的安全性和稳定性。03确定方法通常通过实验测定或根据材料性能、工作条件等因素综合确定。力的考虑静载荷指起重机在静止状态下所承受的载荷，包括自重、货物重量等。动载荷指起重机在运动过程中产生的附加载荷，如惯性力、风载荷等。在设计时需考虑动载荷对结构的影响。冲击载荷指因碰撞或突然加载产生的瞬时大载荷，对起重机金属结构的安全性有重要影响。在计算极限设计应力和力时，需要综合考虑各种因素，如材料的力学性能、结构形式、工作环境等。同时，为了确保起重机的安全可靠运行，必须对金属结构进行严格的能力验证。这包括静力强度验证、疲劳强度验证以及弹性稳定性验证等方面。通过这些验证方法，可以确保起重机在各种工作条件下都能保持稳定的性能和安全运行。此外，极限设计应力和力的确定还需要遵循相关的国家标准和行业规范。例如，GB/T30024-2020就提供了起重机金属结构能力验证的具体方法和要求。这些标准和规范的制定是为了确保起重机的设计、制造和使用过程中的安全性和可靠性。力的考虑165.3验证的实施1.验证流程验证的实施遵循一套明确的流程，包括确定验证目标、选择适当的验证方法、收集和分析数据、以及根据分析结果做出决策。这一流程确保了验证的全面性和有效性。015.3验证的实施2.极限状态法本标准主要基于极限状态法进行验证。这种方法通过考虑结构在最不利情况下的承载能力，来评估其安全性和稳定性。它涉及到对结构在各种可能载荷组合下的反应进行计算和分析。023.静力强度验证静力强度验证是验证实施中的重要一环。它主要检查结构在静载荷作用下的强度和稳定性。这包括对各种连接、焊缝和构件的详细检查，以确保它们能够承受设计载荷而不发生破坏。5.3验证的实施4.疲劳强度验证考虑到起重机在工作过程中会经历反复的载荷变化，疲劳强度验证也是必不可少的。这一验证环节旨在评估结构在长期使用过程中的耐久性，预防因疲劳引起的断裂或损坏。5.弹性稳定性验证为了确保起重机在受到外力作用时能够保持稳定，弹性稳定性验证也是关键步骤。它涉及到对结构在受到压缩、弯曲或扭转等力作用时的反应进行分析，以确保结构不会发生失稳现象。5.3验证的实施6.数据分析和决策：在收集到所有必要的数据后，需要进行详细的分析以评估结构的性能。如果发现任何不符合要求的情况，必须采取相应的措施进行改进，以确保起重机的安全性和可靠性。总的来说，《起重机—金属结构能力验证》(GB/T30024-2020)中的验证实施部分是一个综合性、系统性的过程，它确保了起重机的金属结构在各种工作条件下都能保持优良的性能和安全性。““176疲劳强度验证疲劳强度验证是起重机金属结构能力验证的重要环节。该验证旨在确保起重机在长期使用过程中，金属结构能够抵抗疲劳破坏。验证概述根据实际使用情况和设计要求，确定起重机金属结构所承受的疲劳载荷谱。确定疲劳载荷谱验证方法与步骤可以采用名义应力法、局部应力应变法等对金属结构的疲劳强度进行分析。选择合适的疲劳分析方法通过模拟实际工况，对金属结构进行疲劳加载试验，以验证其疲劳强度是否满足设计要求。进行疲劳试验应力集中系数金属结构中存在的应力集中现象会加速疲劳破坏，因此需要准确计算应力集中系数。载荷循环次数载荷循环次数对金属结构的疲劳寿命有重要影响，需要进行准确估算。材料疲劳极限不同材料的疲劳极限不同，需要根据实际情况选择合适的材料，并确定其疲劳极限。030201验证中的关键参数根据疲劳试验结果，评估金属结构的疲劳强度是否满足设计要求。如果验证结果不满足要求，需要对金属结构进行优化设计或采取其他措施来提高疲劳强度。将验证结果与设计要求进行对比分析，为后续起重机的设计、制造和使用提供参考依据。验证结果评估与处理010203186.1概述定义起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称天车、航吊、吊车。分类起重机按其结构和功能可分为轮胎起重机、履带起重机、桥式起重机等。起重机的定义与分类金属结构是起重机的主要承载部件，用于支撑起重机的整体重量和被吊物品的重量。支撑作用合理的金属结构设计能够提高起重机的整体稳定性，确保在吊运过程中的安全。稳定性保障优质的金属结构能够减少起重机的磨损和损坏，从而延长其使用寿命。延长使用寿命金属结构在起重机中的重要性制定背景随着起重机技术的不断发展，为确保起重机的安全性和可靠性，需要制定相应的国家标准进行规范和验证。意义GB/T30024-2020标准的实施，有助于提高起重机的设计、制造和检验水平，保障起重机的安全使用，促进起重机行业的健康发展。GB/T30024-2020标准的制定背景与意义196.2极限设计应力在《起重机金属结构能力验证GB/T30024-2020》中，极限设计应力是一个核心概念，它涉及到起重机金属结构在静力强度、疲劳强度和弹性稳定性验证中的关键参数。以下是对极限设计应力的详细解读6.2极限设计应力1.定义与重要性极限设计应力是指在起重机金属结构设计中，材料所能承受的最大应力值。这个值对于确保起重机的安全性和可靠性至关重要。6.2极限设计应力通过合理设定极限设计应力，可以防止因材料过度应力而导致的结构失效或损坏。2.确定方法6.2极限设计应力极限设计应力的确定通常基于材料的机械性能、安全系数以及特定的工作条件和载荷要求。在进行起重机金属结构设计时，需要考虑各种因素如材料的屈服强度、抗拉强度、冲击韧性等，以确定合适的极限设计应力。6.2极限设计应力通过实验和计算，可以验证所设计的起重机结构是否满足极限设计应力的要求，从而确保其在实际使用中的安全性。在起重机的设计和制造过程中，极限设计应力是评估结构强度的重要指标。3.应用与验证0102034.相关标准与规范总之，极限设计应力是起重机金属结构能力验证中的一个关键参数，它的合理确定和应用对于保障起重机的安全性和可靠性具有重要意义。遵循这些标准和规范可以确保起重机的设计符合行业要求，提高产品的安全性和可靠性。GB/T30024-2020标准中详细规定了如何确定和应用极限设计应力，为起重机金属结构的设计提供了指导。6.2极限设计应力01020304206.3应力历程应力历程的定义应力历程指的是起重机金属结构在使用过程中所经历的应力变化过程。它记录了金属结构在不同工作状态下所受的应力大小和方向的变化。应力历程的重要性应力历程是评估起重机金属结构安全性和可靠性的关键指标。通过对应力历程的分析，可以了解金属结构在不同工况下的受力情况，从而判断其是否满足设计要求。““使用应变计等测量设备对起重机金属结构进行实时监测，记录应力变化数据。结合起重机的工作日志和操作记录，分析应力历程的变化规律。应力历程的监测方法应力历程的分析与应用通过对监测数据的处理和分析，可以得出金属结构在不同工况下的应力分布和变化情况。根据应力历程的分析结果，可以评估起重机的安全性能，及时发现潜在的安全隐患。应力历程的数据还可以为起重机的设计和优化提供重要参考，提高起重机的使用寿命和安全性。综上所述，应力历程是起重机金属结构能力验证中的重要环节，通过对其进行监测和分析，可以确保起重机的安全性和可靠性。216.4验证的实施1.确定验证方法根据标准规定，采用分项安全系数的极限状态法进行验证。这种方法要求对每个相关的载荷情况进行分析，并确定相应的安全系数。2.收集数据在进行验证之前，需要收集起重机的相关设计数据、材料性能数据以及预期的使用条件等。这些数据是进行后续分析和计算的基础。6.4验证的实施6.4验证的实施4.确定极限设计应力在计算分析的基础上，确定起重机金属结构的极限设计应力。这个值是基于材料的屈服强度、疲劳强度等性能参数来确定的，确保结构在预定的使用寿命内能够安全可靠地工作。5.验证结果评估将计算得到的实际应力值与极限设计应力进行比较。如果实际应力值小于或等于极限设计应力，则认为起重机的金属结构能力符合要求；否则，需要对设计进行修改或优化，直到满足验证要求为止。3.计算分析根据收集到的数据，进行详细的计算分析。这包括对起重机金属结构的应力分布、变形情况等进行评估，以确定其是否满足设计要求。0302016.4验证的实施6.记录和报告：完成验证后，应详细记录验证过程和结果，并编写报告。报告中应包括验证的目的、方法、数据收集、计算分析、验证结果以及可能的改进建议等内容。通过以上步骤的实施，可以确保起重机的金属结构具有足够的能力来承受预期的载荷和工作条件，从而保障起重机的安全使用。226.5极限设计应力范围的确定6.5.1极限设计应力的定义极限设计应力是指在起重机金属结构设计中，材料所能承受的最大应力值。该值是基于材料力学性能和结构安全性要求确定的，是起重机设计中的重要参数。极限设计应力通常通过实验测定，包括材料的拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等。根据实验结果，结合起重机金属结构的工作特点和安全要求，综合确定极限设计应力范围。6.5.2确定极限设计应力的方法不同材料具有不同的力学性能，因此极限设计应力范围也会有所不同。材料的种类和性能起重机金属结构的形式和受力状态对极限设计应力范围有很大影响。结构形式和受力状态为了确保结构的安全性，在确定极限设计应力范围时需要考虑一定的安全系数。安全系数6.5.3极限设计应力范围的影响因素010203极限设计应力是起重机金属结构设计的基础，对于确保起重机的安全性和可靠性具有重要意义。合理确定极限设计应力范围，可以有效避免起重机在使用过程中出现结构破坏等安全事故。6.5.4极限设计应力的重要性237弹性稳定性验证验证目的确保起重机金属结构在受压状态下不会因横向变形而丧失稳定性。预防结构件或部件发生弹性失稳现象，如圆柱壳或开口截面的屈曲。““验证方法采用二阶理论评估受压状态下的构件整体屈曲以及压应力下的薄板局部屈曲。考虑压缩力或压应力和平面外弯曲或结构初始几何缺陷引起的弯矩联合作用。验证要点评估屈曲载荷N，即最小分支载荷，对于等截面构件，根据欧拉屈曲状态边界条件确定Nk。验证过程中需详细分析结构细节，包括连接和焊缝几何形状引起的局部应力集中等效应。验证过程中应严格按照标准规定的方法和参数进行，确保验证结果的准确性和可靠性。如发现结构存在弹性稳定性问题，应及时采取相应措施进行改进和优化。弹性稳定性验证是起重机金属结构能力验证的重要组成部分，不可忽视。注意事项247.1概述标准制定的背景和目的目的制定《起重机—金属结构能力验证》标准，旨在规范起重机金属结构能力验证的方法和要求，提高起重机械的安全性和可靠性。背景随着起重机械行业的快速发展，起重机械的安全问题日益受到关注。为了保障起重机械的安全运行，需要对其金属结构进行能力验证。本标准适用于各类起重机的金属结构能力验证，具有通用性。对于特殊类型的起重机，可结合其他相关标准进行能力验证。适用范围起重机制造商、使用单位、检验检测机构等相关人员在进行起重机金属结构能力验证时应遵循本标准。适用对象标准的适用范围和对象与ISO8686的关系本标准与《起重机—载荷和载荷组合的设计原则》（ISO8686）协同使用，其中载荷与载荷组合的适用部分与本标准中的能力验证方法和参数值相互配合。与其他专用标准的关系对于专用特殊的起重机，可由其他标准规定其能力验证的特定要求。本标准提供通用的验证方法和原则，专用标准可在此基础上进行细化和补充。与其他标准的关系257.2受压构件的侧向屈曲侧向屈曲的定义受压构件在受到压力作用时，除了可能发生轴向压缩变形外，还可能发生侧向的弯曲变形，即侧向屈曲。这是一种稳定性问题，与构件的长细比、材料性质以及端部约束条件等因素有关。7.2受压构件的侧向屈曲验证方法根据《起重机—金属结构能力验证》(GB/T30024-2020)标准，对于受压构件的侧向屈曲验证，需要采用适当的方法来计算其临界屈曲载荷。这通常涉及到复杂的数学模型和计算方法，如有限元分析等。设计考虑为了避免侧向屈曲的发生，设计师需要在设计阶段就充分考虑构件的稳定性。这可能包括选择合适的材料、优化构件的几何形状和尺寸、以及提供足够的端部约束等。实验验证除了理论计算外，实验验证也是确保受压构件稳定性的重要手段。通过实验，可以模拟实际工况下的载荷和约束条件，从而更准确地评估构件的侧向屈曲性能。安全系数7.2受压构件的侧向屈曲在设计和验证过程中，还需要考虑安全系数的问题。这是为了确保在实际使用过程中，即使存在一定的不确定性和误差，受压构件仍然能够保持足够的稳定性。0102267.3压应力和剪应力作用下的薄板屈曲7.3压应力和剪应力作用下的薄板屈曲薄板屈曲的概念在压应力和剪应力的共同作用下，薄板结构可能会发生屈曲现象。这是一种稳定性失效模式，表现为薄板在受到压力时突然偏离其原始平衡位置。影响因素薄板屈曲的发生受到多种因素的影响，包括材料的弹性模量、泊松比、板厚、边长比以及所受的压应力和剪应力的大小和分布等。验证方法为了验证薄板在压应力和剪应力作用下的屈曲性能，标准中提供了相应的验证公式和计算方法。这些方法基于弹性稳定性理论，通过计算薄板在不同应力状态下的临界屈曲载荷，来评估其屈曲安全性。设计考虑在进行起重机金属结构设计时，需要充分考虑薄板屈曲的影响。设计师应根据实际情况选择合适的板厚、材料以及加强措施等，以提高薄板的屈曲承载能力。同时，在使用过程中也应避免使薄板承受过大的压应力和剪应力，以防止屈曲事故的发生。7.3压应力和剪应力作用下的薄板屈曲277.4验证的实施明确需要验证的起重机金属结构，包括主要受力构件和连接等。确定验证对象收集与验证对象相关的设计、制造、安装、使用等资料。收集资料根据验证对象的特点和目的，制定详细的验证方案，包括验证方法、步骤、所需仪器和设备等。制定验证方案7.4.1验证准备通过施加静载荷，测试金属结构的承载能力和变形情况，以验证其是否满足设计要求。静力强度验证通过模拟起重机实际工作过程中的循环载荷，测试金属结构的疲劳寿命和裂纹萌生情况。疲劳强度验证通过施加压缩载荷或压应力，测试金属结构在受压状态下的稳定性，以防止其发生屈曲失稳。弹性稳定性验证7.4.2验证方法7.4.3验证过程预处理对验证对象进行必要的清理、检查和准备工作，以确保其处于良好的待测状态。加载与卸载数据采集与分析按照验证方案的要求，逐步施加或卸除载荷，并记录相应的数据。使用合适的仪器和设备采集验证过程中的数据，如应力、变形、裂纹长度等，并进行必要的分析处理。结果判定如果发现验证对象存在不满足要求的情况，应分析原因并提出相应的处理措施，如修复、加固或更换等。问题处理验证报告编制根据验证过程和结果，编制详细的验证报告，以供相关方参考和使用。根据采集的数据和分析结果，判定验证对象是否满足设计要求和相关标准的规定。7.4.4验证结果评估28附录A(资料性附录)多个剪切面连接中每个螺栓和每个剪切面的极限设计剪力Fv,Rd螺栓的极限设计剪力计算010203螺栓材料性能根据螺栓材料的屈服强度和抗拉强度，确定螺栓的极限承载能力。螺栓直径影响螺栓直径越大，其极限设计剪力也相应增加，因为更大的直径意味着更多的材料来承受剪切力。螺栓预紧力适当的预紧力可以提高螺栓连接的可靠性和极限设计剪力，但过大的预紧力可能导致螺栓或连接件的损坏。剪切面的极限设计剪力计算01剪切面的材料性能，如屈服强度、抗拉强度和冲击韧性等，对极限设计剪力有重要影响。剪切面的粗糙度会影响螺栓与剪切面之间的摩擦力，从而影响极限设计剪力。较粗糙的表面可能提供更大的摩擦力，但也可能导致应力集中和疲劳裂纹的产生。剪切面的几何形状，如宽度、厚度和形状因子等，也会影响极限设计剪力。一般来说，较宽的剪切面可以提供更大的承载能力。0203剪切面材料性能剪切面粗糙度剪切面几何形状连接方式的考虑因素螺栓数量和布局多个螺栓的连接方式可以提高整体的承载能力，但需要考虑螺栓之间的相互影响和应力分布。连接的紧固程度连接的紧固程度对极限设计剪力有重要影响。过松的连接可能导致螺栓松动或剪切面滑移，从而降低承载能力；而过紧的连接可能导致螺栓或连接件的损坏。环境因素的影响环境因素如温度、湿度和腐蚀等也可能影响螺栓和剪切面的性能，从而影响极限设计剪力。在恶劣环境下，需要采取适当的防护措施来确保连接的可靠性和安全性。29附录B(资料性附录)预紧螺栓附录B(资料性附录)预紧螺栓预紧螺栓的作用在起重机金属结构中，预紧螺栓起到连接和固定的关键作用。通过对螺栓进行预紧，可以确保其连接的稳定性和可靠性，防止在工作过程中出现松动或断裂的情况。预紧力的确定预紧螺栓的预紧力需要根据具体的使用环境和要求进行确定。过大的预紧力可能会导致螺栓或连接件的损坏，而过小的预紧力则可能无法保证连接的稳定性。因此，确定合适的预紧力是确保起重机安全运行的重要环节。螺栓材料和性能要求预紧螺栓需要采用高强度材料制造，以保证其承受大的预紧力和工作载荷时不会发生断裂或塑性变形。此外，螺栓还需要具有良好的抗腐蚀性能，以应对各种恶劣的工作环境。安装和维护要求预紧螺栓的安装需要严格按照规范进行，确保螺栓和螺孔的对中性和垂直度。在使用过程中，还需要定期对预紧螺栓进行检查和维护，及时发现并处理可能存在的问题，以确保起重机的安全运行。附录B(资料性附录)预紧螺栓30附录C(规范性附录)设计焊缝应力σw,Sd和τw,Sdσw,Sd设计焊缝的正应力，即在焊缝上产生的拉伸或压缩应力。τw,Sd设计焊缝的剪应力，即在焊缝上产生的剪切应力。设计焊缝应力的定义通常基于焊缝的几何尺寸、材料属性和所受外力等因素，通过力学公式或有限元分析等方法进行计算。正应力σw,Sd的计算与正应力的计算方法类似，需要考虑焊缝的几何形状、材料特性以及外部载荷等因素。剪应力τw,Sd的计算设计焊缝应力的计算方法VS确保焊缝的应力水平在安全范围内，防止因焊缝强度不足而导致的结构失效。验证方法通过实验测量或数值模拟等手段，对焊缝的实际应力进行测定，并与设计值进行比较。验证目的设计焊缝应力的验证焊缝的几何形状、焊接工艺参数、材料性能以及外部载荷等都会对焊缝应力产生影响。影响因素通过优化焊缝设计、选择合适的焊接材料和工艺参数、进行焊后热处理等手段，可以降低焊缝应力，提高焊接结构的安全性和可靠性。优化措施焊缝应力的影响因素及优化措施31附录D(规范性附录)斜率常数m值和特征疲劳强度Δσc、Δτc斜率常数m值定义与意义斜率常数m是描述材料疲劳性能的重要参数，反映了应力范围与疲劳寿命之间的关系。确定方法通过实验测定，通常采用成组试验法，根据试验数据拟合得到m值。影响因素材料的类型、热处理状态、应力集中系数等都会对m值产生影响。特征疲劳强度ΔσcΔσc是在一定循环次数下，材料不发生疲劳破坏所能承受的最大应力范围。定义与意义通过疲劳试验机进行测定，记录在不同应力水平下的疲劳寿命，从而确定Δσc。测定方法在起重机金属结构设计中，Δσc是评估结构疲劳寿命的重要依据。应用Δτc是在一定循环次数下，材料在剪切应力作用下不发生疲劳破坏所能承受的最大应力范围。定义与意义特征疲劳强度Δτc类似于Δσc的测定方法，通过剪切疲劳试验进行测定。测定方法Δτc与Δσc存在一定的关系，通常可以通过材料的泊松比和弹性模量等参数进行换算。在起重机金属结构设计中，需要综合考虑Δσc和Δτc的影响，以确保结构的安全性和可靠性。与Δσc的关系32附录E(规范性附录)极限设计应力范围的计算值ΔσRd和ΔσRd1ΔσRd的计算定义ΔσRd表示在极限状态下，结构或构件的设计应力范围。计算公式ΔσRd=σmax-σmin，其中σmax为最大设计应力，σmin为最小设计应力。影响因素材料性质、截面尺寸、荷载情况等均会影响ΔσRd的值。重要性ΔσRd是评估结构或构件在极限状态下安全性能的重要指标。ΔσRd1表示在特定条件下（如温度、腐蚀等环境因素影响下），结构或构件的设计应力范围。根据具体情况进行调整，通常涉及环境