【国家标准(GB)】 起重机设计规范

ICS53.020
中华人民共和国国家标准
GB/T3811-2008
代替GB/T3811-1983
起重机设计规范
Designrulesforcranes
2008-04-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
数码防伪
2009-06-01实施
规范性引用文件
3分级
3.1工作级别的划分
起重机整机的分级
机构的分级
3.4结构件或机械零件的分级
4起重机设计的计算载荷与载荷组合4.1
计算载荷与载荷系数·
起重机金属结构设计的基本设计方法、载荷情况与载荷组合起重机机械设计的载荷、载荷情况与载荷组合5
起重机金属结构构件
结构计算原则
材料和许用应力，
结构构件和连接的强度计算
起重机及其结构构件的刚性计算·构件抗失稳的计算·
板件和壳体抗屈曲的计算
结构的疲劳强度计算
构造要求…·
机构设计计算原则·
起重机的通用机械零件的设计计算起重机特殊零部件的选用计算，电气
电源和供电：
配电系统·
电气保护。
电气控制·
电气设备的工作环境·
电动机选择
GB/T3811—2008
GB/T3811—2008
电线电缆及其敷设
7.9起重吊具的电气
7.10辅助电气设备.
8整体抗倾覆稳定性和抗风防滑安全性8.1起重机整体抗倾覆稳定性
8.2起重机抗风防滑安全性
9安全
起重机的安全设计计算
起重机的标记、铭牌、安全标志、限界尺寸和净距·结构安全要求
机械安全要求
电气安全要求
控制和操纵的安全与布置
安全防护装置的设置要求
起重机的使用维护文件
起重机的有效使用期
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（规范性附录）
附录E（资料性附录）
附录F（规范性附录）
附录G（规范性附录）
附录H（规范性附录）
附录I（资料性附录）
附录J（规范性附录）此内容来自标准下载网
附录K（规范性附录）
附录L（规范性附录）
附录M（资料性附录）
附录N（规范性附录）
附录O（规范性附录）
附录P（规范性附录）
附录Q（资料性附录）
附录R（规范性附录）
附录S（规范性附录）
附录T（规范性附录）
起重机整机分级举例
起重机机构分级举例
某些起重机的起升状态级别举例偏斜运行时的水平侧向载荷
关于风载荷计算的资料
许用应力设计法和极限状态设计法的应用各类典型起重机金属结构计算的载荷与载荷组合用于载荷组合中的能力验算系数i、㎡和i的值影响脆性破坏因素评价和钢材质量组别的选择.：受压构件的计算长度和格构式构件的换算长细比轴心受压构件的稳定系数
受弯构件的侧向届曲稳定系数（整体稳定系数)gb压弯构件整体稳定性计算：
薄板局部稳定性计算中的屈曲系数用于结构疲劳强度计算的构件连接的应力集中情况等级和构件接头起重机各机构电动机的初选
起重机机构电动机容量选择计算中的JC值、CZ值和G值电动机的过载校验
电动机的发热校验
形状系数Ks、尺寸系数Ka、表面情况系数K。、腐蚀系数K。的确定...附录U（资料性附录）导线载流量的校正附录V（资料性附录）流动式起重机的倾覆线附录W（资料性附录）符号和代号参考文献
：126
：177
本标准代替GB/T3811—1983《起重机设计规范》。本标准与GB/T3811一1983相比主要变化如下：a）增加了“前言”。
修改了“引言”。
GB/T3811—2008
将起重机划分为桥架型起重机、臂架型起重机和缆索型起重机，在“范围”中取消了只适用于电c)
力驱动起重机的限制。
d）将GB/T3811一1983第2章总则”的内容调整为本标准的：第3章“分级”，并增加了结构件或机械零件分级的规定；一第4章“计算载荷与载荷组合”；一第8章“整体抗倾覆稳定性和抗风防滑安全性”；第9章“安全”。
e）将GB/T3811一1983第3章“结构”改为本标准的第5章，其内容的主要变化：增加了对钢材脆性破坏评价的内容；简化了压弯构件整体稳定性计算；修改了结构疲劳强度校验计算的有关内容；-适当调整与修改了对起重机刚性的要求；补充了对结构设计的构造要求。f）将GB/T3811一1983第4章“机构”改为本标准的第6章“机械”，其内容的变化如下：机构计算充实了电动机容量初选及验算，引人了机构设计的基本内容和机构性能的简要计算等；
一对机械零部件计算进行了修改。g）将GB/T3811一1983第5章“电气”改为本标准的第7章，增加了关于起重机电气调速与控制等内容。
本标准的附录D、附录F、附录G、附录H、附录J、附录K、附录L、附录N、附录O、附录P、附录R、附录S、附录T为规范性附录。
本标准的附录A、附录B、附录C、附录E、附录I、附录M、附录Q、附录U、附录V、附录W为资料性附录。
本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国起重机械标准化技术委员会(SAC/TC227)归口。本标准负责起草单位：北京起重运输机械研究所。本标准参加起草单位：国家起重运输机械质量监督检验中心、上海振华港机（集团）股份有限公司、太原重型机械（集团)有限公司、大连重工·起重集团有限公司、上海港机重工有限公司、上海起重运输机械厂有限公司、南京起重机械总厂有限公司、江苏象王起重机械厂、国电郑州机械设计研究所、天津起重设备有限公司、上海振华港机(集团)丰城制动器有限公司、徐州重型机械厂、四川建设机械（集团）股份有限公司、江阴凯澄起重机械有限公司、广州起重机械有限公司、山东起重机厂有限公司、杭州华新机电工程有限公司、洛阳起重机厂、黑龙江富锦富华起重机有限公司、湖北银轮蒲起机械有限责任公司、m
GB/T3811—2008
上海雄风起重设备厂、佳木斯防爆电机研究所、江西特种电机股份有限公司。本标准主要起草人：万力、徐格宁、顾迪民、须雷、姚振南、王福绵、赵春晖、陶天华、徐克晋、崔振元、桂佩康、苏国萃、陈玮璋、陶德馨、文豪、翟甲昌、叶佩馨、刘银娥、虞洪、王冰、张仲鹏、王顺亭、顾翠云、朱昌明、李宇力、康志伟、路建湖、陈璇、王晓平、王晓文。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T3811—1983。
0.1使用本标准应考虑到：
GB/T3811—2008
a）本标准不包括所涵盖的起重机设计的特殊问题，如：与非电力驱动的其他驱动装置有关的工作特性分析及各相关部分的设计，在道路及越野地面上行驶运行机构与支承装置的设计，及各类具体起重机的专用特殊部件和结构设计中的特殊问题等；b）凡经理论和实践已证明是正确的其他设计计算方法，经设计部门和用户协商同意，也可以在起重机设计中采用。
0.2对不同工作要求的起重机设计，在使用本标准时允许有所不同：本标准涉及的各类起重机，其使用条件和工作要求可能有显著的差别，如一台高速运行、载荷a）
繁重、繁忙使用的起重机，与一台平缓运行、载荷轻微、作业清闲的起重机，其工况和要求就很不相同。对使用工况和要求有很大差异的起重机设计，不要求都按本标准的全部内容进行计算，而应允许有所不同。
b）对那些设计中选用的标准的结构件、机械部件或电气部件，如果已进行过审核或试验并取得合格认可，则认为它们能满足所设计的起重机的工作要求，再进行计算也只是对一个令人满意的结果再作一次验证，故不必再对上述标准部件作校核计算。c）对在本标准已作了规定的设计计算项目，如果在所设计的起重机工作中不可能有不利结果的，就没有必要再作校核计算。例如：对于工作级别很低的起重机，就不必进行疲劳计算。对不同类型和不同工作要求的起重机应采用不完全相同的设计计算：对一台构造简单工作清闲的起重机，或对一台由标准部件组成的起重机，其计算就应简略一些；而不要求按本标准所列的全部内容逐项进行设计计算，但必须保证起重机的安全与可靠。0.3起重机用户在确定起重机订货要求及选购起重机产品时，要特别注意确定和选择起重机整机的工作级别和它的机构的工作级别：a）用户要根据本标准恰当地提出对起重机工作级别的要求，如果可能还须进一步明确起重机各个机构的工作级别，以确保制造商能按此要求进行设计与制造。起重机整机的工作级别，由起重机使用等级和起重机载荷状态级别两个因素决定，见3.2及b）
表3。起重机使用等级表明了该起重机工作忙闲程度，由起重机的总工作循环数决定，它可以由起重机预计的使用年数（该起重机报废或被更新之前的使用年数）、每年平均的工作日数，每工作日内平均的起重工作循环次数等三个数的乘积得到。起重机的载荷状态级别表明了该起重机起吊载荷的轻重程度，由式（1)计算出的载荷谱系数按表2确定。
说明：对以上这两项计算只需作估算即可，不需要作十分精确的计算。c）起重机机构工作级别，是将各单个机构分别作为一个整体进行的载荷及运转情况评价，它概略地表示了由该机构的使用等级（设计寿命、工作小时数）和该机构的载荷状态级别（反映载荷轻重状态的级别或载荷谱系数)所决定的机构工作的总体状况，见3.3及表6。机构的使用等级由表4查得，机构的载荷状态级别由式（3)计算出的载荷谱系数按表5查得。同样，对机构使用等级和机构载荷状态级别两项计算也只需作估算即可，不需要作十分精确的计算。d）如果用户无法提供所需要的起重机的有关数据，从而无法按上述b）、c)中所述的方法通过计V
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算与查表选出起重机整机或其机构的工作级别时，也可以通过查阅附录A及附录B中的有关资料，近似地选出所要的起重机的工作级别及其机构的工作级别。但必须说明附录A及附录B中的这些选择指南并无约束力，只是给出一个选择的参考示例。在起重机招标书和订货单上所确定的起重机及其机构的工作级别，只能由起重机用户提出并作出最终认定。0.4起重机的有效使用期：
a）本标准列出的使用等级，并不是对起重机实际使用工作有效期的保证值。b）无论是起重机整机的使用等级（起重机的总工作循环数，或由此结合起重机的工作状况推算出的设计预期的起重机工作寿命年数），或者起重机机构整体的使用等级（起重机机构运转的总小时数，或由此结合使用状况推算出的设计预期的起重机机构工作寿命小时数），都只是一个设计时预估值，而决不是制造商给出的该起重机有效使用期的保证值。c）如果在设计中未对该起重机的预期寿命进行充分的注意和考虑，制造时又没有遵循本标准提出的要点从而未达到设计要求，使用中未能按照制造商给出的说明书进行正常操作和定期维护，或者实际使用工况与订购该起重机时提出的要求又有较大的差异，则产品上述设计预期寿命就会与产品实际的有效使用期有比较大的、甚至是很大的出入。d）如果起重机是由用户通过招标来确定制造商，招标书上提出的起重机的工作条件与其实际使用情况也较符合，起重机制造商遵从招标书的要求并根据本标准作出的正确设计来进行制造，制造的产品符合相应标准确定的制造技术条件的要求而获得了质量保证，用户也按照制造商给出的说明书进行了正常操作和定期维修保养，则设计者根据本标准对该起重机选出的使用等级的值就与具有设计所确定安全度的起重机及其机构的实际有效使用期相当。0.5起重机的用户应注意到：
a）起升物品的迎风面积一一如果这个面积大于附录E.5所给出的值，则起重机用户需要另行提供此物品迎风面积的可靠实用的信息。b）工作风压一一如果起重机工作时的最大风压可能大于表15规定的值，则起重机用户需要另行提供起重机工作时应考虑到的最大工作风压的相关信息。c）非工作风压一一如果按照用户使用现场当地的气象条件的要求，需要起重机按表18规定的更大的非工作风压进行起重机设计，则起重机用户应提供该起重机设计应考虑到的非工作风压的准确信息。
1范围
起重机设计规范
GB/T3811—2008
本标准确立了起重机总体、结构、机械、电气与安全等部分设计应共同遵守的必要准则，规定了设计、计算要求和方法，并可作为对设计进行分析和评价的技术依据。本标准适用于桥架型起重机、臂架型起重机和缆索型起重机，但不涉及上述起重机设计的特殊问题。本标准也可供其他起重机参照使用。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T699
GB/T700
GB/T985
GB/T986
GB/T1231
GB/T1591
GB2585
GB2893
GB2894
优质碳素结构钢
碳素结构钢
气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件低合金高强度钢（GB/T1591-1994，neqISO4950:1981）铁路用热轧钢轨
安全色（GB2893-2001，neqISO3864：1984)安全标志（GB2894-—1996，neqISO3864：1984)GB/T3077
合金结构钢
GB/T3098.1
GB/T3098.2
GB/T3480
GB/T3633
GB/T4205
螺栓、螺钉和螺柱（GB/T3098.1-2000，idtISO898-1：1999）紧固件机械性能
紧固件机械性能螺母粗牙螺纹（GB/T3098.2—2000，idtISO898-2：1992）渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法（GB/T3480-1997，eqvISO6336-1～6336-3：钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件人机界面（MMI)操作规则
外壳防护等级（IP代码）（GB4208—1993，eqvIEC60529：1989）GB42082
旋转电机外壳防护分级（IP代码)（GB/T4942.1—2006，IEC60034-5：2000，IDT）GB/T4942.1真
GB/T5117‘碳钢焊条
GB/T5118
低合金钢焊条
GB5226.2机械安全机械电气设备第32部分：起重机械技术条件（GB5226.2一2002，idtIEC60204-32:1998)
GB/T5269
GB/T5293
GB/T8110
传动及输送用双节距精密滚子链和链轮（GB/T5269—1999，idtISO1275：1995）埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂
气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB8918重要用途钢丝绳(GB8918—2006ISO3154:1988，MOD）GB/T9439灰铸铁件
起重吊钩机械性能、起重量、应力及材料GB/T10051.1
GB/T3811-—2008
GB/T100624
锥齿轮承载能力计算方法（GB/T.10062.1~GB/T10062.3—2003，ISO10300-1~ISO10300-3:2001,IDT)
GB/T11264轻轨
—般工程用铸造碳钢件(GB/T11352---1989，negISO3755：1975）GB/T11352
GB/T14048.4低压开关设备和控制设备机电式接触器和电动机起动器（GB/T14048.4-2003,IEC60947-4-1:2000,IDT)
GB/T14408一般工程与结构用低合金铸钢件GB15052起重机械危险部位与标志GB/T17909.1
起重机起重机操作手册第1部分：总则（GB17909.1一1999，idtISO9928-1：1990)
GB/T18453.1起重机维护手册
第1部分：总则（GB/T18453.1-2001，idtISO12478-1：1997)
GB/T19418钢的弧焊接头缺陷质量分级指南（GB/T19418-2003，ISO5817：1992，IDT）GB/T20118般用途钢丝绳（GB/T20118—2006，ISO/DIS2408:2002Steelwireropesgeneralpurpose-Minimumrequirements,MOD)GB/T20303.1起重机司机室第1部分：总则(GB/T20303.1—2006，ISO8566-1：1992，IDT)GB/T20947
起重用短环链T级（T、DAT和DT型）高精度葫芦链条（GB/T20947一2007，ISO3077:2001,IDT)
GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范JB/T6392
JB/T7017
起重机车轮
起重机用液压缓冲器
JB/T7687.1
JB/T7687.2
JB/T7687.3
JB/T7687.4
JB/T8110.1
JB/T8110.2
JB/T8398
JB/T9005
JB/T9006
JB/T10833
直柄吊钩横梁毛坏件
直柄吊钩横梁
直柄吊钩螺母
直柄吊钩螺母定位板
起重机弹簧缓冲器
起重机橡胶缓冲器
双幅板压制滑轮
起重机用铸造滑轮
起重机用铸造卷筒
起重机用聚氨酯缓冲器
JG/T5078.1
建筑机械与设备焊接滑轮
YB/T5055起重机钢轨
3分级
3.1工作级别的划分
起重机通过起升和移动所吊运的物品完成搬运作业，为适应起重机不同的使用情况和工作要求，在设计和选用起重机及其零部件时，应对起重机及其组成部分进行工作级别的划分，包括：一起重机整机的分级；
一机构的分级；
一结构件或机械零件的分级。
3.2起重机整机的分级
3.2.1起重机的使用等级
GB/T3811—2008
起重机的设计预期寿命，是指设计预设的该起重机从开始使用起到最终报废时止能完成的总工作循环数。起重机的一个工作循环是指从起吊一个物品起，到能开始起吊下一个物品时止，包括起重机运行及正常的停歇在内的一个完整的过程。起重机的使用等级是将起重机可能完成的总工作循环数划分成10个等级，用U。、U，、U,....U表示，见表1。
表1起重机的使用等级
使用等级
3.2.2起重机的起升载荷状态级别起重机总工作循环数CT
C≤1.60×10
1.60×103.20X10*6.30×101.25×10'2.50×1055.00×1051.00×10°2.00X10°4.00×105起重机使用频繁程度
很少使用
不频繁使用
中等频繁使用
较频繁使用
频繁使用
特别频繁使用
起重机的起升载荷，是指起重机在实际的起吊作业中每一次吊运的物品质量（有效起重量)与吊具及属具质量的总和(即起升质量)的重力；起重机的额定起升载荷，是指起重机起吊额定起重量时能够吊运的物品最大质量与吊具及属具质量的总和（即总起升质量)的重力。其单位为牛顿(N)或千牛(kN)。起重机的起升载荷状态级别是指在该起重机的设计预期寿命期限内，它的各个有代表性的起升载荷值的大小及各相对应的起吊次数，与起重机的额定起升载荷值的大小及总的起吊次数的比值情况。在表2中，列出了起重机载荷谱系数Kp的4个范围值，它们各代表了起重机一个相对应的载荷状态级别。
表2起重机的载荷状态级别及载荷谱系数载荷状态级别
起重机的载荷谱系数Kp
Kp≤0.125
0.1250.2500.500很少吊运额定载荷，经常吊运较轻载荷较少吊运额定载荷，经常吊运中等载荷有时吊运额定载荷，较多吊运较重载荷经常吊运额定载荷
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如果已知起重机各个起升载荷值的大小及相应的起吊次数的资料，则可用式(1)算出该起重机的载荷谱系数：
式中：
Kp——起重机的载荷谱系数；
C—与起重机各个有代表性的起升载荷相应的工作循环数,C,=C,C2,C..…,C,；C,=C+C+C+....+C.
Cr-—起重机总工作循环数，Cr=（1）
一能表征起重机在预期寿命期内工作任务的各个有代表性的起升载荷，PQ:=PQ，P2，PQsPQi
.....Pon
起重机的额定起升载荷；
幕指数，为了便于级别的划分，约定取m=3。展开后，式(1)变为：
&(P) +(P)+&(P) .&(P)
CrlPomay
由式(2)算得起重机载荷谱系数的值后，即可按表2确定该起重机相应的载荷状态级别。·（2）
如果不能获得起重机设计预期寿命期内起吊的各个有代表性的起升载荷值的大小及相应的起吊次数的资料，因而无法通过上述计算得到它的载荷谱系数及确定它的载荷状态级别，则可以由制造商和用户协商选出适合于该起重机的载荷状态级别及确定相应的载荷谱系数。3.2.3起重机整机的工作级别
根据起重机的10个使用等级和4个载荷状态级别，起重机整机的工作级别划分为A1～A8共8个级别，见表3。
表3起重机整机的工作级别
起重机的载荷谱系数
载荷状态级别
Kp≤0.125
0.1250.2500.500注：各类起重机的整机分级举例参见附录A。3.3机构的分级
3.3.1机构的使用等级
起重机的使用等级
机构的设计预期寿命，是指设计预设的该机构从开始使用起到预期更换或最终报废为止的总运转时间，它只是该机构实际运转小时数累计之和，而不包括工作中此机构的停歇时间。机构的使用等级是4
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