ISO 8686-1:1989
(Main)Cranes — Design principles for loads and load combinations — Part 1: General
Cranes — Design principles for loads and load combinations — Part 1: General
Establishes general methods for calculating loads and principles to be used to select load combinations for proof of competence for the structural and mechanical components for cranes as defined in ISO 4306-1. Is based on rigid-body kinetic analysis and elasto-static analysis. Provides the general form, content and range of parameter values for more specific standards and also a framework for agreement on loads and load combinations between manufacturer and purchaser.
Appareils de levage à charge suspendue — Principes de calcul des charges et des combinaisons de charge — Partie 1: Généralités
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
.
INTERNATIONAL
ISO
STANDARD
86864
First edition
1989-11-15
Cranes - Design principles for loads and load
combinations -
Part 1 :
General
Appareils de levage S Charge suspendue - Principes de calcul des charges et des
combinaisons de Charge -
Partie 7 : G&&alit&
Reference number
ISO 8686-1 : 1989 (EI
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ISO8686-1 :1989 (EI
Page
Contents
. . .
Ill
Foreword .
1
1 Scope. .
................................................. 1
2 Normative references
1
3 Definitions .
1
4 Symbols .
2
5 General .
........................................... 3
6 Loads and applicable factors
................................ 9
7 Principles of choice of load combinations
Annexes
A Application to the allowable stress method and the limit state method
ofdesign . 13
..................................... 15
B Values of coefficients yf, Yrn and yp
......................... 16
C General comment on the application of @ factors
D Example of a model for estimating the value of Q4 for a lifting appliance
travelling on rails . 17
E Example of determination of loads caused by acceleration . 20
F Example of a method for analvsina loads due to skewina . 26
0 ISO 1989
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any
means, electronie or mechanical, including photocopying and microfilm, without Permission in
writing from the pu blisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-121 1 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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ISO 8686-1 : 1989 (E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through ISO technical committees. Esch member
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take patt in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all
matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council. They are approved in accordance with ISO procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard ISO 8686-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 96,
Cranes.
ISO 8686 will consist of the following Parts, under the general title Cranes - Design
princip les for loads and load combina tions:
-
Part I : General
- Part 2 : Mobile cranes
Part 3 : Tower cranes
- Part 4 : Jib cranes
-
Part 5 : Overhead travelfing cranes and gantry cranes
Annexes A and B form an integral part of this part of ISO 8686. Annexes C, D, E and F
are for information only.
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This page intentionally left blank
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ISO 8686-1 : 1989 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Design principles for loads and load
Cranes -
combinations -
Part 1 :
General
agreements based on this part of ISO 8686 are encouraged to
1 Scope
investigate the possibility of applying the most recent editions
This part of ISO 8686 establishes general methods for calculat- of the Standards listed below. Members of IEC and ISO main-
tain registers of currently valid International Standards.
ing loads, and principles to be used to select load combinations
for proofs of competence for the structural and mechanical
components of cranes as defined in ISO 4306-1. ISO 4302 : 1981, Cranes - Wind load assessment.
lt is based on rigid-body kinetic analysis and elasto-static ISO 4306 (all published Parts), Lifting apphances - Vocabulary.
analysis but it expressly permits the use of more advanced
ISO 4310 : 1981, Cranes - Test Code and procedures.
methods (calculations or tests) to evaluate the effects of loads
and load combinations, and the values of dynamic load factors,
where it tan be demonstrated that these provide at least
equivalent levels of competence.
3 Definitions
This part of ISO 8686 is intended for two distinct kinds of appli-
For the purposes of ISO 8686, the definitions given in
cation :
ISO 4306, together with the following, apply.
a) lt provides the general form, content and ranges of
Parameter values for more specific Standards to be
3.1 loads : External or internal actions in the form of forces,
developed for individual lifting appliance types.
displacements or temperature, which Cause Stresses in the
structural or mechanical components of the lifting appliance.
b) lt provides a framework for agreement on loads and
load combinations between a designer or manufacturer and
3.2 kinetic analysis of rigid bodies: The study of the
an appliance purchaser for those types of Iifting appliances
movement and the inner forces of Systems modelled by
where specific Standards do not exist.
elements that are assumed to be non-elastic.
When applying this part of ISO 8686 to different types of lifting
appliance, operating in the same Service and environmental
3.3
kinetic analysis for elastic bodies: The study of the
conditions, equivalent resistance to failure should be sought.
relative elastic displacements (distortion), movement and the
inner forces of Systems modelled by elements that are assumed
to be elastic.
2 Normative references
The following Standards contain provisions which, through 4 Symbols
reference in this text, constitute provisions of this part of
ISO 8686. At the time of publication, the editions indicated The main Symbols used in this part of ISO 8686 are given in
table 1.
were valid. All Standards are subject to revision, and Parties to
1
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ISO 8686-1 : 1989 (El
Table 1 - Main Symbols
Symbol Description Reference
Various
Factors for dynamic effects
4)
Factors for hoisting and gravity effects acting on the mass of the lifting appiiance 6.1.1
@l
6.1 .l
a Term used in determining the value of (11
6.1.2.1
Factor for hoisting a grounded load
@2
Factor for dynamic effects of sudden release of part of load 6.1.2.3
$3
Factor for dynamic effects of travelling on an uneven surface 6.1.3.2
@4
Factor for dynamic loads arising from acceleration of crane drives 6.1.4
05
Factor for effects of dynamic load tests 6.3.2
06
6.3.3
Factor for elastic effects arising from collision with buffers
97
6.1.2.1
HC, to HC4 Hoisting classes assigned to lifting appliances
6.1.2.1
Factor assigned to hoisting class
ß2
6.1.2.3
Term used in determining the value of @3
ß3
6.1.2.2
Steady hoisting Speed, in metres per second
“h
Buffer forces 6.3.3
Fxr Fx2f Fx4
Coefficients for calculating allowable Stresses 7.3.2
YfAf YfB 1 YfC
7.3.3
Partial load coefficient
?P
Annex A
Resistance coeff icient
Yrn
7.3.6
Coeff icient for high-risk applications
h
m Mass of the load 6.1.2.3, 6.3.1
=m-Am Mass of that part of the hoist load remaining suspended from the appliance 6.3.1
J-l*
I
NOTE - Further Symbols are used in the annexes and are defined therein.
The effects of differentes between actual and ideal geometry of
5 General
mechanical and structural Systems (for example the effect of
tolerantes, settlements, etc.) shall be taken into account.
5.1 The objective of proof of competence calculations carried
However, they shall be included specifically in proof of com-
out in accordance with this part of ISO 8686 is to determine
petence calculations only where, in conjunction with applied
mathematically that a lifting appliance will be competent to per-
loads, they may Cause Stresses that exceed specified limits.
form in practice when operated in compliance with the manu-
facturer’s instructions.
5.2 There are two general approaches to structural design or
proof of competence calculations:
The basis for such proof against failure (by yielding, elastic in-
stability or fatigue, for example) is the comparison between
a) The allowable stress method, where the design Stresses
calculated Stresses induced by loads and the corresponding
induced by combined loads are compared with allowable
calculated strengths of the constituent structural and
Stresses established for the type of member or condition
mechanical components of the lifting appliance.
being examined. The assignment of allowable stress is made
on the basis of Service experience with consideration for
Proof against failure may also be required in respect of over-
protection against failure due, for example, to yielding,
turning stability. Here, the comparison is made between the
elastic instability or fatigue.
calculated overturning moments induced by loads and the
calculated resistance to overturning provided by the Iifting ap- b) The limit state method, where partial load factors are
pliance. In addition, there may be limitations on forces that are used to amplify loads before they are combined and com-
necessary to assure the stability and/or to avoid unwanted pared with the limit states imposed, for example, by yielding
displacement of portions of the appliance or of the appliance or elastic instability. The partial load coefficient for each
itself, for example the jib support ropes becoming unloaded or load is established on the basis of probability and the degree
the appliance sliding. of accuracy with which the load tan be determined. Limit
2
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ISO 86864 : 1989 (EI
against fatigue. They result from gravity and from acceler-
state values comprise the characteristic strength of the
ation or deceleration produced by drives and brakes acting
member reduced to reflect statistical variations in its
on the masses of the lifting appliance and the hoist load, as
strength and geometric Parameters.
well as from displacements.
The limit state method generally permits more efficient design
b) Occasional loads and effects which occur infrequently
because it takes into account greater certainty in determining
are usually neglected in fatigue evaluations. They include
appliance mass and lesser certainty in values selected to reflect
loads induced by in-Service wind, snow and ice, tempera-
applied loads.
ture and skewing.
Annex A gives a mo #re detailed description of the application of
c) Exceptional loads and their effects are also infrequent
state method.
the allowable stress method and the limit
and may likewise usually be excluded from fatigue con-
sideration. They include loads caused by testing, out-of-
5.3 To calculate Stresses from applied loads, an appropriate
Service wind, buffer forces and tilting, as well as from
model of the appliance shall be used. Under the provisions of
emergency Cut-out, failure of drive components, and exter-
this part of ISO 8686, loads which Cause time variant load
nal excitation of the lifting appliance foundation.
effects are assessed as equivalent static loads from experience,
experiments, or by calculation. A rigid-body kinetic analysis tan d) Miscellaneous loads include erection and dismantling
be used with dynamic factors to estimate the forces necessary loads as well as loads on platforms and means of access.
to simulate the response of the elastic System. Alternatively,
The category in which a load is placed is not an indication of
either elasto-kinetic analysis or field measurements tan be car-
ried out, but to reflect the operating regime, a realistic model of the importante or criticality of that load. For example, erection
and dismantling loads, although in the last category, shall be
the actions of the appliance Operator may be required.
given particular attention as a substantial Portion of accidents
For both the allowable stress method and the limit state occur during those phases of Operation.
method, and for considerations of stability and displacements,
loads, load combinations, load factors, allowable Stresses and
6.1 Regular loads
limit states should be assigned either on the basis of ex-
perience, with consideration of other International Standards
6.1.1 Hoisting and gravity effects acting on the mass
or, if applicable, on the basis of experimental or statistical data.
of the lifting appliance
The Parameters used in this part of ISO 8686 are considered to
be deterministic.
The mass of the appliance includes those components which
are always in place during Operation, except for the payload
Where a specific loading cannot occur (for example wind
itself (see 6.1.2). For some appliances or applications, it may be
loading on an appliance used indoors) then that loading tan be
necessary to add mass to account for encrustation of materials,
ignored in the proof of competence calculations. Similarly,
such as coal or similar dust, which build up on the appliance or
loadings tan be modified when they result from
its Parts.
a) conditions prohibited in the appliance instructions;
The gravitational forte induced by the mass of the appliance
b) features not present in the design; (dead weight) shall be multiplied by the factor GI, where
= 1 + a, 0 G a G OJ. In this way the vibrational excite-
@1 -
c) conditions which are prevented or suppressed by the
ment of the lifting appliance structure, when lifting the gross
design of the appliance.
load off the ground, is taken into account. There are always
two values for the factor in Order to reflect both the upper and
If a probabilistic proof of competence calculation is used, the
lower reaches of the vibrational pulses.
relevant conditions, particularly the acceptable probability of
failure, shall be stated.
The factor Q1 shall be used in the design of the appliance struc-
ture and its supports; in some cases, both values of the factor
shall be applied in Order to find the most critical loadings in
6 Loads and applicable factors
members and components.
This clause gives loads and ranges of values for the factors
Annex C gives a general comment on the application of
used in proof of competence calculations when determining
load effects. @ factors.
Individual values for specific types of appliance, selected from
6.1.2 Inertial and gravity effects acting vertically on
these ranges, will be found in the Parts of this International
the gross load
Standard covering those appliances.
The mass of the gross load includes the masses of the payload,
The loads acting on a lifting appliance are divided into the
lifting attachments and a Portion of the suspended hoist ropes.
categories of regular, occasional, exceptional, and miscel-
laneous. Individual loads are considered only when and if they
are relevant to the appliance under consideration or to its usage : 6.1.2.1 Hoisting class
a) Regular loads, occurring during normal Operation, shall For the purposes of this clause, lifting appliances are assigned
be considered in proof of ce calculations against to hoisting classes HC1 to HC4 according to their dynamic
competen
failure by yielding, elastic instability and, when applicable, characteristics. The hoisting classes of appliances are given in
3
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ISO 8686-1 : 1989 (EI
6.1.2.2.1 For normal Operation
table 2 and shall be selected on the basis of experience. Cor-
responding values of ß2 and G2 are also given in table 2 and
a) Where a steady creep Speed tan be selected by the
illustrated in figure 1.
crane driver, this Speed shall be used in determining the
value of G2.
The selection of the hoisting class depends on the particular
type of Iifting appliance and is dealt with in the other Parts of
b) Where a stepless variable Speed control is provided or
this International Standard.
such control tan be exercised by the crane driver, the value
of 402, min for the appropriate hoisting class shall be selected
Equally, values of e2 tan be determined by experiment or
from figure 1.
analysis without reference to hoisting class.
6.1.2.2.2 For exceptional occurrences
Table 2 - Values of ß2 and G2
For appliances with control of type a) as in 6.1.2.2.1, the value
of 402 max shall be based on a value of Vh derived from the maxi-
02
mum’nominal Speed of the unloaded motor or engine.
Hoisting class of appliance
ß2
@2 , min 1 @2, max
I l
For appliances with control of type b) as in 6.1.2.2.1, the value
of @2,max for the hoisting class shall be based on a value of Vh
HC1 02 1 1,3
derived from a value of not less than 0,5 times the maximum
1,6
HC2 0’4 1,05
nominal Speed of the unloaded motor or engine.
W 1'1 1'9
HC3
Annex C gives a general comment on the application of
HC4 03 1,15 22
@ factors.
6.1.2.3 Effects of sudden release of part of payload
6.1.2.2 Hoisting an unrestrained grounded load
For Iifting appliances that release or drop part of the payload as
a normal working procedure, such as when grabs or magnets
In the case of hoisting an unrestrained grounded load, the
are used, the peak dynamic effect on the appliance tan be
dynamic effects of transferring the load from the ground to the
simulated by multiplying the payload by the factor G3 (see
Iifting appliance shall be taken into account by multiplying the
figure 2).
gravitational forte due to the mass of the gross load by a factor
$9. (See figure 1.)
The value of G3 is given by
NOTE - The dynamic effects covered by this clause occur when the
tp3 = 1 - om(l +ß3)
drive Comes up to Speed before the lifting attachment engages the load
m
and are the result of the build-up of kinetic energy and the drive torque.
where
The factor 992 shall be taken as follows:
Am is the released or dropped part of the payload;
@2 = (bz, min, for Vh < 0,2 mls
m is the mass of the payload;
- 0,2), for Vh > 0,2 m/s
49 = @2, min + ß2 lvh
0,5 for appliances equipped with grabs or similar slow-
ß3 =
release devices,
= 1 for appliances equipped with magnets or similar
rapid-release devices.
vh is the steady hoisting Speed, in metres per second,
related to the lifting attachment, derived from the steady
Annex C gives a general comment on the application of
rotational Speed of the unloaded motor or engine;
@ factors.
is a factor assigned to the hoisting class (sec table 2);
ß2
6.1.3 Loads caused by travelling on an uneven surface
is given in table 2 for the hoisting class.
@2, min
6.1.3.1 Lifting appliances travelling on or off roadways
Where the hoist drive control System ensures the use of a
steady creep Speed, this Speed only shall be taken into account
The effects of travelling, with or without load, on or off road-
to cover normal Operation in determining the value of 4!1~.
ways, depend on the appliance configuration (mass distri-
bution), the elasticity of the appliance and/or its Suspension,
Where this is not the case, two conditions shall be considered the travel Speed and on the nature and condition of the travel
surface. The dynamic effects shall be estimated from experi-
by taking a value of G2 to cover normal Operation, as in
6.1.2.2.1, and a value of G2 max to cover exceptional occur- ence, experiment, or by calculation using an appropriate model
’ for the appliance and the travel surface.
rences, as in 6.1.2.2.2.
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 86864 : 1989 (EI
@ 132
2,min
2- , HL 1,15 Q,8
HC3 1,l Oh
HC2 LOS 0,4
, HC1 1 02 ,
1 l -
m
4
*-
1
0’2
1,5 vh,m/s
Figure 1 - Factor @2
Am
m
Figure 2 - Factor 413
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 86864 : 1989 (El
where applicable, to the appliance and the gross load as weil.
6.1.3.2 Lifting appliances travelling on rails
(See figure 3.)
The effects of travelling with or without Ioad on rail tracks
The range sf values for G5 is 1 < G5 < 2. The value used
having geometric or elastic characteristics that induce acceler-
depends on the rate of Change of the drive or braking forte and
ations at the wheels of the appliances depend on the appliance
on the mass distribution and elastic properties of the System. In
configuration (mass distribution, elasticity of the appliance
general, lower values correspond to Systems in which forces
and/or its Suspension), travel Speed and wheel diameter. They
Change smoothly and higher values to those in which sudden
shall be estimated from experience, experiment, or by calcu-
changes occur.
lation using an appropriate model for the appliance and the
track.
For centrifugal forces, G5 may be taken as 1.
The induced accelerations may be taken into account by multi-
Where a forte that tan be transmitted is limited by friction or by
plying the gravitational forces due to the masses of the lifting
the nature of the drive mechanism, the limited forte and a fac-
appliance and gross load by a factor $I~. International Stan-
tor G5 appropriate to that System shall be used.
dards for individual types of appliance may specify tolerantes
for rail tracks and indicate conditions within which the value of
Annex C gives a general comment on the application of
41~ may be taken as 1.
@ factors.
Annex C gives a general comment on the application of
Annex E gives an example of a determination of the loads
i$ factors.
caused by acceleration of a bridge crane having unsynchron-
ized travel gear and non-symmetrical load distribution.
Annex D gives an example of a model for estimating the value
of G4 to take account of the vertical accelerations induced at
the wheels of an appliance travelling on rail tracks with non-
6.1.5 Loads induced by displacements
welded Steps or gaps.
Account shall be taken of loads arising from displacements in-
cluded in the design such as those resulting from pre-stressing
6.1.4 Loads caused by acceleration of all crane
and those within the limits necessary to initiate response of
includ ing hoist drives
skewing and other compensating control Systems.
Loads induced in a lifting appliance by accelerations or deceler-
Other loads to be considered include those that tan arise from
ations caused by drive forces may be calculated using rigid-
displacements that are within defined limits such as those set
body kinetic models that take into account the geometric
for the Variation in the gauge between rails or uneven settle-
properties and mass distribution of the lifting appliance drive
ment of supports.
and, where applicable, resulting inner frictional losses. For this
purpose, the gross load is taken to be fixed at the top of the jib
6.2 Occasional loads
or immediately below the trab.
6.2.1 Climatic effects
A rigid-body analysis does not directly reflect elastic effects. To
allow for these, the Change in drive forte (M), inducing either
6.2.1 .l In-Service wind
the acceleration or deceleration, may be multiplied by a factor
@5 and algebraically added to the forte present before the ac-
Loads due to in-Service wind shall be calculated in accordance
celeration or deceleration takes place. This amplified forte is
with ISO 4302.
then applied to the components exposed to the drive forte and,
Load effects on lifting appliance
Drive forte caused by drive forces
c
a
AF
1
Time
Speed
Figure 3 - Factor G5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 86864 : 1989 (E)
shall be multiplied
necessary. In this case the dynamic test load
6.2.1.2 Snow and ice loads
by a factor
@6, @en by
Where relevant, snow and ice loads shall be taken into
= 0,5 (1 + @2)
account. The increased wind exposure surfaces due to encrus-
@6
tation shall be considered.
where G2 is calculated in accordance with 6.1.2.
6.2.1.3 Loads due to temperature Variation
general comment on the application of
Annex C gives a
@I factors.
Loads caused by the restraint of expansion or contraction of a
component due to local temperature Variation shall be taken
6.3.3 Buffer forces
into account.
Where buffers are used, the forces on the crane structure aris-
6.2.2 Loads caused by skewing
ing from collision with them shall be calculated from the kinetic
energy of all relevant Parts of the appliance moving in general at
This sub-clause covers skewing loads that occur at the guid-
0’7 to 1 times the nominal Speed. Lower values may be used
ante means (such as guide rollers or wheel flanges) of a
where they are justified by special considerations such as the
guided, wheel-mounted appliance while it is travelling or
existente of an automatic contra1 System of demonstrable
traversing in steady-state motion. These loads are induced by
reliability for retarding the motion or where there would be
guidance reactions which forte the wheels to deviate from their
limited consequences in the event of a buffer impact.
free-rolling, natura1 travelling direction. Similar loads induced
by acceleration acting on asymmetrical mass distribution and
The calculation may be based on a rigid body model. The actual
which tan also Cause the appliance to skew are taken into
behaviour of the crane and buffer System shall be taken into
account under 6.1.4.
account.
Skewing loads as defined above are usually taken as occasional
Where the lifting appliance or component is restrained against
loads but their frequency of occurrence varies with the type,
rotation, for example by guide rails, the buffer deformations
configuration and Service of the appliance. In individual cases,
may be assumed to be equal, in which case if the buffer
the frequency of occurrence will determine whether they are
characteristics are similar, the buffer forces will be equal. This
taken as occasional or regular loads. Guidance for establishing
case is illustrated in figure 4 a) in which
the magnitude of skewing loads and the category into which
they are placed is given in the Parts of this International Stan-
F = Px12
x2 = Fx4
dard covering those individual appliance types.
Where the appliance or component is not restrained against
Annex F gives an example of a method for analysing skewing
rotation, the buffer forces shall be calculated taking into
loads on a rigid Iifting appliance structure travelling at a con-
account the distribution of the relevant masses and the buffer
stant Speed. For appliances with structures that are not rigid in
characteristics. This case is illustrated in figure 4 b).
respect of applied skewing forces or that have specially con-
trolled travel guidance, appropriate models shall be used which
The resulting forces as well as the horizontal inertia forces in
take the System properties into account.
balance with the buffer forces shall be multiplied by a factor G7
to account for elastic effects which cannot be evaluated using a
rigid body analysis. 41~ shall be taken as 1,25 in the case of
6.3 Exceptional loads
buffers with linear characteristics (for example springs) and as
1’6 in the case of buffers with rectangular characteristics (for
6.3.1 Out-of-Service wind conditions
example hydraulic constant forte buffers). For buffers with
When considering out-of-Service wind conditions, the gravi-
other characteristics other values justified by calculation or by
tational forte on that part of the mass of the hoist load remain-
test shall be used. (See note 2 and figure 5.)
ing suspended from the appliance, qm, shall be taken into
account : NOTES
1 In calculating buffer forces, the effects of suspended loads that are
=m-Am
r\m
unrestrained horizontally (free to Swing) should not be taken into
account.
2 Intermediate values of @7 tan be estimated as follows:
m - Am is that part of the gross load remaining sus-
pended from the appliance, ~$7 = 1’25 if 0 < c G 0’5
= 1’25 + 0,7 (( - 0,5) if 0'5 < < G 1
m is the mass of the gross load. @7
Wind loads shall be calculated in accordance with ISO 4302.
6.3.4 Tilting forces
If an appliance with horizontally restrained load tan tilt when it,
6.3.2 Test loads
its load or Iifting attachment collides with an obstacle, the
The values of test loads shall be in accordance with ISO 4310. resulting static forces shall be determined.
Where values for dynamic or static test loads are required that If a tilted appliance tan fall back into its normal Position uncon-
trolled, the resulting impact on the supporting structure shall be
are above the minimum given in ISO 4310, proof of com-
petence calculations for these test conditions may be taken into account.
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ISO 86864 : 1989 (E)
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ISO 8686-1 : 1989 (E)
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For a buffer with linear characteristics: < = 0,5
For a buffer with rectangular characteristics : c = 1
Figure 5 - Factor q97
#rne cases it may also be necessary to ta
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8686-l
Première édition
1989-11-15
Appareils de levage à charge suspendue -
Principes de calcul des charges et des
combinaisons de charge -
Partie 1 3
Généralités
Cranes - Design princîples for loads and load combinations -
Part I : General
Numéro de référence
ISO 8686-l : 1989 (FI
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ISO8686-1 :1989 (FI
Page
Sommaire
. . .
III
Avant-propos .
............................................... 1
1 Domaine d’application
.............................................. 1
2 Références normatives.
1
3 Définitions. .
1
4 Symboles .
2
5 Généralités .
.......................................
6 Charges et facteurs applicables. 3
....................... 10
7 Principes de sélection des combinaisons de charge
Annexes
Application à la méthode de calcul des contraintes admissibles et
................................. 14
à la méthode de calcul des états limites.
.................................... 16
Valeurs des coefficients yf, Yrn et yp.
...................... 17
Commentaire général sur l’application des facteurs @
Exemple d’un modèle d’estimation de e4 pour un appareil de levage
sedéplacantsurrails . 18
................ 21
Exemple de détermination des charges dues à l’accélération
Exemple de méthode d’analvse des charaes dues à la marche en crabe . 27
-------r-- - - I v
0 ISO 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
II
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ISO 8686-1 : 1989 (F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé a cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requiérent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 8686-l a été élaboree par le comité technique ISO/TC 96,
Appareils de levage à charge suspendue.
L’ISO 8686 comprendra les parties suivantes, présentées sous le titre général Appareils
de levage à charge suspendue - Principes de calcul des charges et des combinaisons
de charge:
- Partie 7 : Généralit&
- Partie 2 : Grues mobiles
- Partie 3 : Grues à tour
- Partie 4 : Grues à flèche
- Partie 5 : Ponts roulants et ponts portiques
Les annexes A et B partie intégrante de la présente partie de I’ISO 8686. Les
font
titre d’information.
annexes C, D, E et F sont données uniquement à
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Page blanche
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NORME INTERNATIONALE ISO 8686-l : 1989 (F)
Appareils de levage à charge suspendue - Principes de
calcul des charges et des combinaisons de charge -
Partie 1 :
Généralités
1 Domaine d’application Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des
accords fondés sur cette partie de I’ISO 8686 sont invitées à
La présente partie de I’ISO 8686 prescrit des méthodes géné- rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récen-
rales de calcul des charges et établit des principes à utiliser tes des normes indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de
pour sélectionner des combinaisons de charge à titre de vérifi- I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en
cation sur les composants mécaniques et de charpente des vigueur à un moment donné.
appareils de levage à charge suspendue, tels que définis dans
I’ISO 4306-l. ISO 4302 : 1981, Grues - Charges du vent.
Elle repose sur des analyses cinétiques de corps rigides et élas- ISO 4306 (toutes parties publiées), Appareils de levage -
tostatiques mais permet surtout d’utiliser les méthodes (calculs Vocabulaire.
ou essais) les plus avancées pour évaluer les effets dus aux
charges et aux combinaisons de charge, et les valeurs des fac- ISO 4310 : 1981, Grues - Code et méthodes d’essai.
teurs de charge dynamique, s’il peut être démontré que ces
méthodes induisent au moins des résultats équivalents.
3 Définitions
La présente partie de I’ISO 8686 est destinée à deux types
d’applications :
Pour les besoins de I’ISO 8686, les définitions données dans
I’ISO 4306 ainsi que les définitions suivantes s’appliquent.
a) Elle définit la forme, le contenu général et la gamme des
valeurs des paramètres permettant l’élaboration de normes
3.1 charges: Actions internes ou externes sous forme de
particulières pour chaque type d’appareil de levage.
forces, déplacements ou température, qui sont à l’origine de
contraintes dans les composants mécaniques ou de charpente
b) Elle définit un cadre d’admissibilité des charges et des
de l’appareil de levage.
combinaisons de charge, entre un concepteur ou construc-
teur et un acheteur, pour des appareils de levage qui ne font
pas l’objet de normes particulières.
3.2 analyse cinétique des corps rigides: Etude du mouve-
ment et des forces internes de systèmes modulés par éléments
Dans l’application de la présente partie de I’ISO 8686 aux diffé-
et supposés non déformables.
rents types d’appareils de levage, utilisés dans les mêmes condi-
tions de service et d’environnement, il est nécessaire de recher-
3.3 analyse cinétique des corps élastiques: Etude des
cher une résistance équivalente.
déformations élastiques relatives (distorsion), du mouvement
et des forces internes de systèmes modulés par éléments et
supposés déformables.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
4 Symboles
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
tions valables pour la présente partie de I’ISO 8686. Au moment Les principaux symboles utilisés dans la présente partie de
de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
I’ISO 8686 sont présentés dans le tableau 1.
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ISO 8686-l : 1989 (FI
Tableau 1 - Principaux symboles
Référence aux
Symbole Description
paragraphes
Divers
Facteur couvrant les effets dynamiques
0
6.1.1
Facteur d’effets de levage et de gravité agissant sur la masse de l’appareil de levage
01
6.1.1
a Terme utilisé pour déterminer la valeur de QI
6.1.2
Facteur couvrant les effets dynamiques dus au levage d’une charge au sol
@2
6.1.2.3
Facteur couvrant les effets dynamiques de relâchement soudain d’une partie de la charge
@3
6.1.3.2
Facteur couvrant les effets dynamiques de translation sur une surface irrégulière
04
6.1.4
Facteur couvrant les charges dynamiques provenant de l’accélération des mécanismes d’entraînement
QS
6.3.2
Facteur couvrant les effets des essais dynamiques
96
6.3.3
Facteur couvrant les effets élastiques dus aux tamponnements
@7
6.1.2.1
HC, à HC4 Classes de levage affectées aux appareils de levage
6.1.2.1
Terme affecté à la classe de levage
P2
6.1.2.3
Terme utilisé dans la détermination de la valeur de @3
p3
6.1.2.2
Vitesse constante de déplacement, en mètres par seconde
“h
6.3.3
Forces de tamponnement
FXf Fx2f K4
7.3.2
Coefficient pour le calcul des contraintes admissibles
YfA ’ YfB t YfC
7.3.3
Coefficient partiel de charge
YP
Annexe A
Coefficient de résistance
Ym
Coefficient pour les applications à haut risque 7.3.6
h7
6.1.2.3, 6.3.1
m Masse de la charge
6.3.1
qm = m - Am Masse de la partie de la charge brute qui reste suspendue à l’appareil de levage
NOTE - D’autres symboles sont utilisés dans les annexes et y sont définis.
II faut tenir compte également des effets dus aux écarts entre
5 Généralités
les géométries réelle et idéale des systèmes mécaniques et de
charpente (par exemple les effets dus aux tolérances, aux tas-
5.1 L’objectif des calculs à titre de vérification réalisés con-
sements, etc.). Ils seront toutefois inclus, de manière spécifi-
formément à la présente partie de I’ISO 8686 est de déterminer
que, dans les calculs faits à titre de vérification uniquement s’ils
mathématiquement l’aptitude d’un appareil de levage lorsqu’il
conjointement avec les charges appli-
peuvent provoquer,
exécute son travail conformément aux instructions du cons-
quées, des contraintes dépassant des limites spécifiées.
tructeur.
La base d’une telle vérification pour éviter toute défaillance (par 5.2 II y a deux approches générales pour l’étude des structu-
dépassement de la limite élastique, instabilité élastique ou fati- res ou les calculs faits à titre de vérification:
gue, par exemple) repose sur la comparaison entre le calcul des
contraintes induites par les charges et le calcul des résistances a) La méthode des contraintes admissibles, dans laquelle
des composants mécaniques et de charpente correspondantes les contraintes de construction induites par des combinai-
de l’appareil de levage. sons de charge sont comparées aux contraintes admissi-
bles, établies pour le type d’élément ou de condition exa-
La vérification pour éviter la défaillance joue également un rôle miné. La contrainte admissible est fixée d’après l’expérience
dans la stablité au renversement. Dans ce cas, on compare le en service, en tenant compte de la protection contre la rup-
calcul des moments de renversement induits par les charges et ture due, par exemple, au dépassement de la limite élasti-
le calcul de la résistance au renversement de l’appareil de que, à l’instabilité élastique ou à la fatigue.
levage. En outre, il peut y avoir des limites sur les forces néces-
saires pour assurer la stabilité et/ou éviter un déplacement non b) La méthode des états limites, dans laquelle des coeffi-
désiré de certaines parties de l’appareil ou de l’appareil lui- cients partiels de charge sont utilisés pour amplifier les char-
même, par exemple le relâchement des câbles de support de la ges, avant leur combinaison, et comparés aux états limites
flèche ou le glissement de l’appareil. imposés, par exemple, par le dépassement de la limite élas-
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ISO 8686-l : 1989 (F)
tique ou l’instabilité élastique. Les coefficients partiels de Les valeurs individuelles relatives à des appareils de type parti-
charge sont établis pour chaque charge, en tenant compte culier, sélectionnées dans les gammes précédentes, se trouve-
de sa probabilité et du degré de précision avec lequel la ront dans les parties de la présente Norme internationale parti-
charge peut être déterminée. Les valeurs d’états limites
culières à ces appareils.
comprennent la résistance caractéristique de l’élément
réduite pour refléter les variations statistiques de sa résis- Les charges qui agissent sur un appareil de levage se répartis-
tance, et les paramètres géométriques. sent selon les catégories normales, occasionnelles, exception-
nelles et spéciales et il est entendu que les charges individuelles
La méthode des états limites permet généralement de meilleurs ne sont prises en considération que si elles affectent l’appareil
résultats au niveau de la conception parce qu’elle prend en étudié ou son utilisation:
compte de facon plus importante certains critères pour déter-
miner la masse de l’appareil et de facon moins importante cer-
a) Les charges normales, qui apparaissent en fonctionne-
tains critères pour sélectionner les valeurs des charges à appli- ment normal, doivent être prises en considération dans les
quer. calculs faits à titre de vérification contre la défaillance par
dépassement de la limite élastique, par instabilité élastique
L’annexe A décrit plus en détail l’application de la méthode des et, lorsque c’est applicable, par fatigue. Les charges norma-
contraintes admissibles et de la méthode des états limites. les résultent de la gravité, de l’accélération ou de la décélé-
ration produites par les moteurs, les transmissions et les
freins agissant sur les masses de l’appareil de levage et sur la
5.3 Un modèle approprié d’appareil doit être utilisé pour cal-
charge de levage, ainsi que des déplacements.
culer les contraintes à partir des charges appliquées. Ces char-
ges, qui induisent les effets de charges variables avec le temps,
b) Les charges et effets occasionnels qui se produisent
sont évalulées comme charges statiques équivalentes par expé-
rarement sont habituellement négligés dans les évaluations
rience, par essai ou par calcul, selon les dispositions de la pré-
de fatigue. Ceci inclut les charges dues au vent de service,
sente partie de I’ISO 8686. Pour évaluer les forces nécessaires à
dues à la neige et au givre, dues à la température et à la mar-
la simulation de la réponse du système élastique, on peut utili-
che en crabe.
ser une analyse cinétique des corps rigides. En variante, une
analyse cinétique-élastique ou des mesures in situ peut ou peu-
c) Les charges exceptionnelles et leurs effets sont égale-
vent être réalisée(s), mais un modèle approprié des interven-
ment rares et peuvent, de la même manière, être normale-
tions de l’opérateur sur l’appareil peut s’avérer indispensable
ment exclues des calculs de fatigue. Elles comprennent les
pour refléter le régime de service.
sollicitations dues aux essais, au vent hors service, aux for-
ces de tamponnement et au basculement, ainsi que celles
À la fois pour la méthode des contraintes admissibles et la
provenant d’un arrêt d’urgence, d’une panne mécanique et
méthode des états limites, et pour tenir compte de la stabilité et
de vibrations extérieures des fondations de l’appareil de
des déformations, les charges, les combinaisons de charge, les
levage.
facteurs de charge, les contraintes admissibles et les états limi-
tes doivent être sélectionnés en fonction de l’expérience, sur la
d) Les charges spéciales comprennent les charges dues au
base d’autres Normes internationales ou, s’il y a lieu, sur la base
montage et au démontage, ainsi que celles agissant sur les
de données expérimentales ou statistiques. Les paramètres uti-
plates-formes et les moyens d’accès.
lisés ici sont considérés comme déterminants.
La l ( catégorie à laquelle appartient une charge n’indique pas son
Si un cas de charge spécifiée ne peut pas arriver (par exemple
importance ou sa criticabilité. Par exemple, les charges dues au
charge due au vent sur un appareil utilisé à l’intérieur), il n’est
montage et au démontage, bien que classées dans la dernière
pas nécessaire d’en tenir compte dans les calculs faits à titre de
catégorie, doivent être étudiées avec une attention particulière,
vérification. De même, les cas de charges peuvent être modifiés
une grande partie des accidents connus se produisant pendant
lorsqu’ils résultent
ces opérations.
a) de conditions interdites dans les instructions relatives
aux appareils;
61 . Charges normales
b) d’éléments inexistants dans la construction;
6.1.1 Effets de gravité et de levage agissant sur la
masse de l’appareil de levage
c) de conditions interdites ou supprimées par la construc-
tion de l’appareil.
La masse de l’appareil de levage inclut les composants indis-
pensables à son fonctionnement, à l’exception de la charge
Si un calcul de probabilité à titre de vérification est utilisé, les
utile elle-même (voir 6.1.2). Certains appareils ou certaines
conditions prises comme base de calcul, en particulier la proba-
applications peuvent nécessiter l’adjonction d’une masse pour
bilité de défaillance qui en résulte, doivent être données.
pallier les effets de l’accumulation de matériaux, tels que pous-
sières de charbon ou similaires, qui se fixent sur l’appareil ou
ses éléments.
6 Charges et facteurs applicables
La force de gravité induite par la masse de l’appareil (poids
Le présent article définit les charges et les gammes de valeurs mort) doit être multipliée par le facteur GI, où & = 1 + a,
des facteurs utilisés dans les calculs faits à titre de vérification,
0 < a Q 0,l. Dans ce cas, les vibrations de la structure de
lors de la détermination des effets dus aux charges. l’appareil de levage lorsque la charge brute quitte le sol sont
3
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ISO 8686-1 : 1989 (FI
prises en compte. II y a toujours deux valeurs du facteur pour Le facteur e2 doit avoir les valeurs suivantes:
refléter les limites supérieure et inférieure des impulsions de
@J = @2, min, pour vh < 0,2 mis
vibration.
- 0,2), pour vh > 0,2 m/s
fP2 =
Le facteur @t doit être utilisé dans le calcul de la structure de @2, min + P2 tvh
l’appareil et de ses supports; dans certains cas, les deux valeurs
du facteur doivent être appliquées pour rechercher les cas de
charge les plus critiques dans les divers éléments et compo-
Vh est la vitesse constante de levage, en mètres par
sants.
seconde, relative à l’accessoire de préhension, dérivée de la
vitesse de rotation constante du moteur à vide;
commentai re gé sur I’appl ication
L’annexe C présente un
des facteurs @.
facteur affecté à la levage (voir
P2 est
tableau 2:n
Effets d’inertie et de gravité agissant verticalement @2, min est donnée dans le tableau 2 en fonction de la
6.1.2
classe de levage.
sur la charge brute
Si le système de commande du mécanisne d’entraînement de
La masse de la charge brute comprend les masses de la charge
levage permet une vitesse lente et constante, seule cette
utile, les accessoires de préhension ainsi qu’une partie des
vitesse doit être prise en compte pour le fonctionnement nor-
câbles de levage suspendus.
mal dans la détermination de la valeur de G2.
Dans le cas contraire, deux conditions doivent être considé-
6.1.2.1 Classe de levage
rées, en prenant une valeur de Q2 pour le fonctionnement nor-
mal, comme dans 6.1.2.2.1, et une valeur de Q2 pour les événe-
Pour les besoins du présent article, les appareils de levage sont
ments exceptionnels, comme dans 6.1.2.2.2.
rangés dans les classes HC, à HC4 selon leurs caractéristiques
dynamiques. Les classes de levage des appareils sont réperto-
riées dans le tableau 2 et doivent être choisies d’après I’expé-
6.1.2.2.1 Fonctionnement normal
rience. Les valeurs correspondantes de p2 et de @* sont égale-
ment indiquées dans le tableau 2 et illustrées à la figure 1.
a) Si une vitesse lente et constante peut être sélectionnée
par le conducteur de l’appareil de levage, elle doit être utili-
Le choix de la classe de levage dépend du type particulier sée pour déterminer la valeur de G2.
d’appareil de levage et est traité dans les autres parties de
b) Si l’appareil de levage possède un variateur de vitesse
I’ISO 8686.
en continu, ou si une telle commande peut être effectuée
par le conducteur de l’appareil, la valeur de &-,.,i,, pour la
même, les valeurs de & peuvent être déterminées essais
De
Par
classe de levage appropriée doit être choisie à partir de la
ou par analyse sans référence à la classe de levage.
figure 1.
Tableau 2 - Valeurs de p2 et G2
6.1.2.2.2 Événements exceptionnels
@2
Pour les appreils à commande de type a) comme indiqué en
Classe de levage de l’appareil
&
6.1.2.2.1, la valeur de @2 max doit être basée sur une valeur de
@2 , min @2 , max
vh dérivée de la vitesse nominale maximale du moteur à vide.
02 1 x3
1,05
or4 13 Pour les appareils à commande de type b) comme indiqué en
6.1.2.2.1, la valeur de @2 max doit être basée sur une valeur de
W 1,1 1,9
1,15
03 22 Vh dérivée d’une valeur ‘égale à au moins 0,5 fois la vitesse
nominale maximale du moteur à vide.
L’annexe C présente un commentaire général sur l’application
6.1.2.2 Levage d’une charge reposant sur le sol
des facteurs @.
Dans le cas de levage d’une charge reposant sur le sol, les
effets dynamiques de transfert de charge du sol à l’appareil de 6.1.2.3 Effets du relâchement soudain d’une partie de la
levage doivent être pris en compte, en multipliant la force de charge utile
gravité due à la masse de la charge brute par un facteur G2.
(Voir figure 1.) Pour les appareils de levage qui relâchent ou laissent tomber
une partie de la charge utile dans le déroulement normal de tra-
vail, par exemple dans le cas des bennes preneuses ou des
NOTE - Les effets dynamiques se produisent lorsque le système
aimants, l’effet dynamique maximal sur l’appareil peut être
d’entraînement atteint sa vitesse avant que l’accessoire de préhension
commence à soulever la charge et sont le résultat de l’augmentation simulé en multipliant la charge utile par le facteur G3 (voir
progressive de l’énergie cinétique et du couple d’entraînement.
figure 2).
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ISO8686-1 :1989 (FI
est la masse de la charge utile;
m
La valeur de e3 est donnée par l’équation
0,5 pour les appareils équipés de bennes preneuses ou
P3 =
de dispositifs à déchargement lent similaires;
=j -
AT (1 + p31
@3
m
=
1 pour les appareils équipés d’électro-aimants ou de
dispositifs à déchargement rapide similaires.
où
L’annexe C présente un commentaire général sur l’application
Am est la partie laissée tombée ou relâchée de la charge
des facteurs Q3.
utile;
0,8 1
HC4 1,15
HC3 1,l Oh ,
HC2 1,05 0,4
HC1 1 02
1
1
1
1,s vh, m/s
- Facteur 49
Figure 1
Am
l3sl
Am
m
Figure 2 - Facteur 41~
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ISO 8686-l A989 (FI
6.1.4 Charges dues à l’accélération de tous les
6.1.3 Charges induites par translation sur une surface
irrégulière mécanismes d’entraînement de l’appareil de levage,
y compris les entraînements de treuils
Appareils de levage se déplacant sur route ou hors
6.1.3.1
I Les charges induites dans un appareil de levage par des accé-
route
lérations ou des décélérations provoquées par des forces
d’entraînement peuvent être calculées à l’aide de modèles ciné-
Les effets du déplacement sur ou hors route, avec ou sans
tiques de corps rigides, qui prennent en considération les pro-
charge, dépend de la configuration de l’appareil (répartition des
priétés géométriques et la répartition des masses du mécanisme
masses), de son élasticité et/ou de sa suspension, de la vitesse
d’entraînement de l’appareil de levage et, s’il y a lieu, les pertes
de déplacement ainsi que de la nature et de l’état du terrain. Les
par friction interne résultantes. Pour cette raison, la charge
effets dynamiques doivent être évalués par expérience, essai ou
brute doit être considérée comme fixée au sommet de la flèche
calcul, à l’aide d’un modèle approprié de l’appareil et du terrain.
ou immédiatement en dessous du chariot.
Une analyse de corps rigides ne reflète pas directement les
effets élastiques. Pour en tenir compte, la variation de la force
6.1.3.2 Appareils de levage se déplacant sur rails
,
d’entraînement (AF), y compris l’accélération ou la décéléra-
tion, peut être multipliée par un facteur & et additionnée algé-
Les effets du déplacement, avec ou sans charge, sur des rails
briquement à la force présente avant cette accélération ou
dont les caractéristiques géométriques ou élastiques induisent
décélération. Cette force amplifiée est ensuite appliquée aux
des accélérations sur les roues dépendent de la configuration
éléments exposés à la force d’entraînement et, le cas échéant, à
de l’appareil (répartition des masses, élasticité de l’appareil
l’appareil et également à la charge brute. (Voir figure 3.)
et/ou de sa suspension), de la vitesse de déplacement et du
diamètre des galets. Ces effets doivent être évalués par expé-
La gamme des valeurs de Q5 est 1 < G5 < 2. La valeur utilisée
rience, essai ou calcul, à l’aide d’un modèle approprié de I’appa-
dépend de la variation de la force d’entraînement ou de frei-
reil et de la voie.
nage, ainsi que de la répartition des masses et des propriétés
élastiques du système. En général, les valeurs inférieures cor-
Les accélérations induites peuvent être prises en compte en
respondent aux systèmes dans lesquels les forces varient sans
multipliant les forces de gravité dues aux masses de l’appareil et
à-coup, et les valeurs supérieures à ceux dans lesquels les chan-
de la charge brute par un facteur Q4. Pour chaque type d’appa-
gements brusques se produisent.
reil, les Normes internationales peuvent spécifier des tolérances
pour les rails et indiquer les conditions dans lesquelles la valeur Pour les forces centrifuges, G5 peut être pris égal à 1.
de G4 peut être égale à 1.
Si la force qui peut être transmise est limitée par la friction ou
par la nature du mécanisme d’entraînement, cette force limitée
L’annexe C présente un commentai re général sur I’appli cation
et un facteur Gs approprié au système doivent être utilisés.
des facteurs @.
un commentaire général sur l’application
L’annexe C présente
L’annexe D donne un exemple de modèle simplifié d’évaluation
des facteurs @.
de la valeur de 41~~ pour tenir compte des accélérations vertica-
les appliquées aux roues d’un appareil se déplacant sur rails non L’annexe E donne un exemple de détermination des charges
induites par l’accélération d’un portique à translation non
soudés, présentant des intervalles ou des différences de
niveau. synchronisée et distribution asymétrique des charges.
Effets de charge sur l’appareil de levage
Force d’entraînement
causés par les forces d’entraînement
t
Force du moteur
Vitesse 4 Temps
Force de freinage --/
Figure 3 - Facteur es
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ISO 8686-1 : 1989 (FI
6.1.5 Charges induites par les déplacements 6.3 Charges exceptionnelles
On doit tenir compte des charges dues aux déplacements
6.3.1 Vent hors service
englobés dans le calcul, telles que celles résultant d’une pré-
Dans les conditions de vent hors service, la force gravitation-
contrainte et celles résultant des limites auxquelles le systéme
nelle sur la masse de la partie de la charge brute qui reste
de compensation à la marche en crabe ou autre entre en action.
suspendue à l’appareil, qm, doit être prise en compte selon
Les autres charges à considérer sont celles qui peuvent résulter
l’équation
de déplacements, dans des limites établies, telles que celles qui
=m - Am
ont été définies pour la variation de l’écartement des voies ou le rim
tassement irrégulier des supports.
où
charge brute qui
m- Am est la masse de la partie de la
6.2 Charges occasionnelles
reste suspendue à l’appareil,
6.2.1 Effets climatiques
dans laquelle m est la masse de la charge brute.
Les charges dues au vent doivent être calculées conformément
6.2.1.1 Vent en service
à I’ISO 4302.
Les charges dues au vent en service doivent être calculées sui-
vant I’ISO 4302.
6.3.2 Charges d’essai
La valeur de la charge d’essai doit être conforme à I’ISO 4310.
6.2.1.2 Charges dues à la neige et au givre
Si les valeurs des charges d’essai statiques ou dynamiques
Lorsque c’est nécessaire, les charges dues à la neige et au givre
requises sont supérieures au minimum indiqué dans I’ISO 4310,
doivent être prises en compte. Les accumulations qui en résul-
les calculs faits à titre de vérification pour ces conditions d’essai
tent augmentent la surface de prise au vent et cette surface doit
peuvent être nécessaires. Dans ce cas, la charge d’essai dyna-
alors être prise en compte.
mique doit être multipliée par un facteur e6, donné par I’équa-
tion
6.2.1.3 Charges dues aux variations de température
= 0,5 (1 + @2)
@6
Les charges causées par des contraintes qui limitent la dilata-
tion ou le retrait d’un élément, en raison de la variation de la
où 41~ est calculé conformément à 6.1.2. ’
température locale, doivent être prises en compte.
I sur I
L’annexe C présente un commentai re généra ‘application
des facteurs @.
6.2.2 Charges dues à la marche en crabe
Le présent paragraphe traite des charges dues à la marche en
6.3.3 Forces de tamponnement
crabe, qui surviennent par l’intermédiaire des moyens de gui-
dage (tels que galets de guidage ou ailes de galet) des appareils
Si des tampons sont utilisés, les forces qui s’exercent sur la
montés sur roues avec un mouvement de translation ou de
structure de l’appareil de levage et qui proviennent du tampon-
direction à vitesse constante. Ces charges sont induites par les
nement doivent être calculées à partir de l’énergie cinétique de
réactions du guidage qui oblige les galets à dévier de leur libre
toutes les pièces correspondantes de l’appareil se déplacant, en
roulement dans la direction de translation. Des charges similai-
général, à une vitesse située entre 0,7 et 1 fois la vitesse nomi-
res induites par des accélérations agissant sur une répartition
nale. Des valeurs inférieures peuvent être utilisées si elles sont
asymétrique des masses et qui peuvent aussi entraîner la mar-
justifiées par des con
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8686-l
Première édition
1989-11-15
Appareils de levage à charge suspendue -
Principes de calcul des charges et des
combinaisons de charge -
Partie 1 3
Généralités
Cranes - Design princîples for loads and load combinations -
Part I : General
Numéro de référence
ISO 8686-l : 1989 (FI
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO8686-1 :1989 (FI
Page
Sommaire
. . .
III
Avant-propos .
............................................... 1
1 Domaine d’application
.............................................. 1
2 Références normatives.
1
3 Définitions. .
1
4 Symboles .
2
5 Généralités .
.......................................
6 Charges et facteurs applicables. 3
....................... 10
7 Principes de sélection des combinaisons de charge
Annexes
Application à la méthode de calcul des contraintes admissibles et
................................. 14
à la méthode de calcul des états limites.
.................................... 16
Valeurs des coefficients yf, Yrn et yp.
...................... 17
Commentaire général sur l’application des facteurs @
Exemple d’un modèle d’estimation de e4 pour un appareil de levage
sedéplacantsurrails . 18
................ 21
Exemple de détermination des charges dues à l’accélération
Exemple de méthode d’analvse des charaes dues à la marche en crabe . 27
-------r-- - - I v
0 ISO 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
II
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 8686-1 : 1989 (F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé a cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requiérent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 8686-l a été élaboree par le comité technique ISO/TC 96,
Appareils de levage à charge suspendue.
L’ISO 8686 comprendra les parties suivantes, présentées sous le titre général Appareils
de levage à charge suspendue - Principes de calcul des charges et des combinaisons
de charge:
- Partie 7 : Généralit&
- Partie 2 : Grues mobiles
- Partie 3 : Grues à tour
- Partie 4 : Grues à flèche
- Partie 5 : Ponts roulants et ponts portiques
Les annexes A et B partie intégrante de la présente partie de I’ISO 8686. Les
font
titre d’information.
annexes C, D, E et F sont données uniquement à
---------------------- Page: 3 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 8686-l : 1989 (F)
Appareils de levage à charge suspendue - Principes de
calcul des charges et des combinaisons de charge -
Partie 1 :
Généralités
1 Domaine d’application Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des
accords fondés sur cette partie de I’ISO 8686 sont invitées à
La présente partie de I’ISO 8686 prescrit des méthodes géné- rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récen-
rales de calcul des charges et établit des principes à utiliser tes des normes indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de
pour sélectionner des combinaisons de charge à titre de vérifi- I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en
cation sur les composants mécaniques et de charpente des vigueur à un moment donné.
appareils de levage à charge suspendue, tels que définis dans
I’ISO 4306-l. ISO 4302 : 1981, Grues - Charges du vent.
Elle repose sur des analyses cinétiques de corps rigides et élas- ISO 4306 (toutes parties publiées), Appareils de levage -
tostatiques mais permet surtout d’utiliser les méthodes (calculs Vocabulaire.
ou essais) les plus avancées pour évaluer les effets dus aux
charges et aux combinaisons de charge, et les valeurs des fac- ISO 4310 : 1981, Grues - Code et méthodes d’essai.
teurs de charge dynamique, s’il peut être démontré que ces
méthodes induisent au moins des résultats équivalents.
3 Définitions
La présente partie de I’ISO 8686 est destinée à deux types
d’applications :
Pour les besoins de I’ISO 8686, les définitions données dans
I’ISO 4306 ainsi que les définitions suivantes s’appliquent.
a) Elle définit la forme, le contenu général et la gamme des
valeurs des paramètres permettant l’élaboration de normes
3.1 charges: Actions internes ou externes sous forme de
particulières pour chaque type d’appareil de levage.
forces, déplacements ou température, qui sont à l’origine de
contraintes dans les composants mécaniques ou de charpente
b) Elle définit un cadre d’admissibilité des charges et des
de l’appareil de levage.
combinaisons de charge, entre un concepteur ou construc-
teur et un acheteur, pour des appareils de levage qui ne font
pas l’objet de normes particulières.
3.2 analyse cinétique des corps rigides: Etude du mouve-
ment et des forces internes de systèmes modulés par éléments
Dans l’application de la présente partie de I’ISO 8686 aux diffé-
et supposés non déformables.
rents types d’appareils de levage, utilisés dans les mêmes condi-
tions de service et d’environnement, il est nécessaire de recher-
3.3 analyse cinétique des corps élastiques: Etude des
cher une résistance équivalente.
déformations élastiques relatives (distorsion), du mouvement
et des forces internes de systèmes modulés par éléments et
supposés déformables.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
4 Symboles
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
tions valables pour la présente partie de I’ISO 8686. Au moment Les principaux symboles utilisés dans la présente partie de
de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
I’ISO 8686 sont présentés dans le tableau 1.
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 8686-l : 1989 (FI
Tableau 1 - Principaux symboles
Référence aux
Symbole Description
paragraphes
Divers
Facteur couvrant les effets dynamiques
0
6.1.1
Facteur d’effets de levage et de gravité agissant sur la masse de l’appareil de levage
01
6.1.1
a Terme utilisé pour déterminer la valeur de QI
6.1.2
Facteur couvrant les effets dynamiques dus au levage d’une charge au sol
@2
6.1.2.3
Facteur couvrant les effets dynamiques de relâchement soudain d’une partie de la charge
@3
6.1.3.2
Facteur couvrant les effets dynamiques de translation sur une surface irrégulière
04
6.1.4
Facteur couvrant les charges dynamiques provenant de l’accélération des mécanismes d’entraînement
QS
6.3.2
Facteur couvrant les effets des essais dynamiques
96
6.3.3
Facteur couvrant les effets élastiques dus aux tamponnements
@7
6.1.2.1
HC, à HC4 Classes de levage affectées aux appareils de levage
6.1.2.1
Terme affecté à la classe de levage
P2
6.1.2.3
Terme utilisé dans la détermination de la valeur de @3
p3
6.1.2.2
Vitesse constante de déplacement, en mètres par seconde
“h
6.3.3
Forces de tamponnement
FXf Fx2f K4
7.3.2
Coefficient pour le calcul des contraintes admissibles
YfA ’ YfB t YfC
7.3.3
Coefficient partiel de charge
YP
Annexe A
Coefficient de résistance
Ym
Coefficient pour les applications à haut risque 7.3.6
h7
6.1.2.3, 6.3.1
m Masse de la charge
6.3.1
qm = m - Am Masse de la partie de la charge brute qui reste suspendue à l’appareil de levage
NOTE - D’autres symboles sont utilisés dans les annexes et y sont définis.
II faut tenir compte également des effets dus aux écarts entre
5 Généralités
les géométries réelle et idéale des systèmes mécaniques et de
charpente (par exemple les effets dus aux tolérances, aux tas-
5.1 L’objectif des calculs à titre de vérification réalisés con-
sements, etc.). Ils seront toutefois inclus, de manière spécifi-
formément à la présente partie de I’ISO 8686 est de déterminer
que, dans les calculs faits à titre de vérification uniquement s’ils
mathématiquement l’aptitude d’un appareil de levage lorsqu’il
conjointement avec les charges appli-
peuvent provoquer,
exécute son travail conformément aux instructions du cons-
quées, des contraintes dépassant des limites spécifiées.
tructeur.
La base d’une telle vérification pour éviter toute défaillance (par 5.2 II y a deux approches générales pour l’étude des structu-
dépassement de la limite élastique, instabilité élastique ou fati- res ou les calculs faits à titre de vérification:
gue, par exemple) repose sur la comparaison entre le calcul des
contraintes induites par les charges et le calcul des résistances a) La méthode des contraintes admissibles, dans laquelle
des composants mécaniques et de charpente correspondantes les contraintes de construction induites par des combinai-
de l’appareil de levage. sons de charge sont comparées aux contraintes admissi-
bles, établies pour le type d’élément ou de condition exa-
La vérification pour éviter la défaillance joue également un rôle miné. La contrainte admissible est fixée d’après l’expérience
dans la stablité au renversement. Dans ce cas, on compare le en service, en tenant compte de la protection contre la rup-
calcul des moments de renversement induits par les charges et ture due, par exemple, au dépassement de la limite élasti-
le calcul de la résistance au renversement de l’appareil de que, à l’instabilité élastique ou à la fatigue.
levage. En outre, il peut y avoir des limites sur les forces néces-
saires pour assurer la stabilité et/ou éviter un déplacement non b) La méthode des états limites, dans laquelle des coeffi-
désiré de certaines parties de l’appareil ou de l’appareil lui- cients partiels de charge sont utilisés pour amplifier les char-
même, par exemple le relâchement des câbles de support de la ges, avant leur combinaison, et comparés aux états limites
flèche ou le glissement de l’appareil. imposés, par exemple, par le dépassement de la limite élas-
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 8686-l : 1989 (F)
tique ou l’instabilité élastique. Les coefficients partiels de Les valeurs individuelles relatives à des appareils de type parti-
charge sont établis pour chaque charge, en tenant compte culier, sélectionnées dans les gammes précédentes, se trouve-
de sa probabilité et du degré de précision avec lequel la ront dans les parties de la présente Norme internationale parti-
charge peut être déterminée. Les valeurs d’états limites
culières à ces appareils.
comprennent la résistance caractéristique de l’élément
réduite pour refléter les variations statistiques de sa résis- Les charges qui agissent sur un appareil de levage se répartis-
tance, et les paramètres géométriques. sent selon les catégories normales, occasionnelles, exception-
nelles et spéciales et il est entendu que les charges individuelles
La méthode des états limites permet généralement de meilleurs ne sont prises en considération que si elles affectent l’appareil
résultats au niveau de la conception parce qu’elle prend en étudié ou son utilisation:
compte de facon plus importante certains critères pour déter-
miner la masse de l’appareil et de facon moins importante cer-
a) Les charges normales, qui apparaissent en fonctionne-
tains critères pour sélectionner les valeurs des charges à appli- ment normal, doivent être prises en considération dans les
quer. calculs faits à titre de vérification contre la défaillance par
dépassement de la limite élastique, par instabilité élastique
L’annexe A décrit plus en détail l’application de la méthode des et, lorsque c’est applicable, par fatigue. Les charges norma-
contraintes admissibles et de la méthode des états limites. les résultent de la gravité, de l’accélération ou de la décélé-
ration produites par les moteurs, les transmissions et les
freins agissant sur les masses de l’appareil de levage et sur la
5.3 Un modèle approprié d’appareil doit être utilisé pour cal-
charge de levage, ainsi que des déplacements.
culer les contraintes à partir des charges appliquées. Ces char-
ges, qui induisent les effets de charges variables avec le temps,
b) Les charges et effets occasionnels qui se produisent
sont évalulées comme charges statiques équivalentes par expé-
rarement sont habituellement négligés dans les évaluations
rience, par essai ou par calcul, selon les dispositions de la pré-
de fatigue. Ceci inclut les charges dues au vent de service,
sente partie de I’ISO 8686. Pour évaluer les forces nécessaires à
dues à la neige et au givre, dues à la température et à la mar-
la simulation de la réponse du système élastique, on peut utili-
che en crabe.
ser une analyse cinétique des corps rigides. En variante, une
analyse cinétique-élastique ou des mesures in situ peut ou peu-
c) Les charges exceptionnelles et leurs effets sont égale-
vent être réalisée(s), mais un modèle approprié des interven-
ment rares et peuvent, de la même manière, être normale-
tions de l’opérateur sur l’appareil peut s’avérer indispensable
ment exclues des calculs de fatigue. Elles comprennent les
pour refléter le régime de service.
sollicitations dues aux essais, au vent hors service, aux for-
ces de tamponnement et au basculement, ainsi que celles
À la fois pour la méthode des contraintes admissibles et la
provenant d’un arrêt d’urgence, d’une panne mécanique et
méthode des états limites, et pour tenir compte de la stabilité et
de vibrations extérieures des fondations de l’appareil de
des déformations, les charges, les combinaisons de charge, les
levage.
facteurs de charge, les contraintes admissibles et les états limi-
tes doivent être sélectionnés en fonction de l’expérience, sur la
d) Les charges spéciales comprennent les charges dues au
base d’autres Normes internationales ou, s’il y a lieu, sur la base
montage et au démontage, ainsi que celles agissant sur les
de données expérimentales ou statistiques. Les paramètres uti-
plates-formes et les moyens d’accès.
lisés ici sont considérés comme déterminants.
La l ( catégorie à laquelle appartient une charge n’indique pas son
Si un cas de charge spécifiée ne peut pas arriver (par exemple
importance ou sa criticabilité. Par exemple, les charges dues au
charge due au vent sur un appareil utilisé à l’intérieur), il n’est
montage et au démontage, bien que classées dans la dernière
pas nécessaire d’en tenir compte dans les calculs faits à titre de
catégorie, doivent être étudiées avec une attention particulière,
vérification. De même, les cas de charges peuvent être modifiés
une grande partie des accidents connus se produisant pendant
lorsqu’ils résultent
ces opérations.
a) de conditions interdites dans les instructions relatives
aux appareils;
61 . Charges normales
b) d’éléments inexistants dans la construction;
6.1.1 Effets de gravité et de levage agissant sur la
masse de l’appareil de levage
c) de conditions interdites ou supprimées par la construc-
tion de l’appareil.
La masse de l’appareil de levage inclut les composants indis-
pensables à son fonctionnement, à l’exception de la charge
Si un calcul de probabilité à titre de vérification est utilisé, les
utile elle-même (voir 6.1.2). Certains appareils ou certaines
conditions prises comme base de calcul, en particulier la proba-
applications peuvent nécessiter l’adjonction d’une masse pour
bilité de défaillance qui en résulte, doivent être données.
pallier les effets de l’accumulation de matériaux, tels que pous-
sières de charbon ou similaires, qui se fixent sur l’appareil ou
ses éléments.
6 Charges et facteurs applicables
La force de gravité induite par la masse de l’appareil (poids
Le présent article définit les charges et les gammes de valeurs mort) doit être multipliée par le facteur GI, où & = 1 + a,
des facteurs utilisés dans les calculs faits à titre de vérification,
0 < a Q 0,l. Dans ce cas, les vibrations de la structure de
lors de la détermination des effets dus aux charges. l’appareil de levage lorsque la charge brute quitte le sol sont
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 8686-1 : 1989 (FI
prises en compte. II y a toujours deux valeurs du facteur pour Le facteur e2 doit avoir les valeurs suivantes:
refléter les limites supérieure et inférieure des impulsions de
@J = @2, min, pour vh < 0,2 mis
vibration.
- 0,2), pour vh > 0,2 m/s
fP2 =
Le facteur @t doit être utilisé dans le calcul de la structure de @2, min + P2 tvh
l’appareil et de ses supports; dans certains cas, les deux valeurs
du facteur doivent être appliquées pour rechercher les cas de
charge les plus critiques dans les divers éléments et compo-
Vh est la vitesse constante de levage, en mètres par
sants.
seconde, relative à l’accessoire de préhension, dérivée de la
vitesse de rotation constante du moteur à vide;
commentai re gé sur I’appl ication
L’annexe C présente un
des facteurs @.
facteur affecté à la levage (voir
P2 est
tableau 2:n
Effets d’inertie et de gravité agissant verticalement @2, min est donnée dans le tableau 2 en fonction de la
6.1.2
classe de levage.
sur la charge brute
Si le système de commande du mécanisne d’entraînement de
La masse de la charge brute comprend les masses de la charge
levage permet une vitesse lente et constante, seule cette
utile, les accessoires de préhension ainsi qu’une partie des
vitesse doit être prise en compte pour le fonctionnement nor-
câbles de levage suspendus.
mal dans la détermination de la valeur de G2.
Dans le cas contraire, deux conditions doivent être considé-
6.1.2.1 Classe de levage
rées, en prenant une valeur de Q2 pour le fonctionnement nor-
mal, comme dans 6.1.2.2.1, et une valeur de Q2 pour les événe-
Pour les besoins du présent article, les appareils de levage sont
ments exceptionnels, comme dans 6.1.2.2.2.
rangés dans les classes HC, à HC4 selon leurs caractéristiques
dynamiques. Les classes de levage des appareils sont réperto-
riées dans le tableau 2 et doivent être choisies d’après I’expé-
6.1.2.2.1 Fonctionnement normal
rience. Les valeurs correspondantes de p2 et de @* sont égale-
ment indiquées dans le tableau 2 et illustrées à la figure 1.
a) Si une vitesse lente et constante peut être sélectionnée
par le conducteur de l’appareil de levage, elle doit être utili-
Le choix de la classe de levage dépend du type particulier sée pour déterminer la valeur de G2.
d’appareil de levage et est traité dans les autres parties de
b) Si l’appareil de levage possède un variateur de vitesse
I’ISO 8686.
en continu, ou si une telle commande peut être effectuée
par le conducteur de l’appareil, la valeur de &-,.,i,, pour la
même, les valeurs de & peuvent être déterminées essais
De
Par
classe de levage appropriée doit être choisie à partir de la
ou par analyse sans référence à la classe de levage.
figure 1.
Tableau 2 - Valeurs de p2 et G2
6.1.2.2.2 Événements exceptionnels
@2
Pour les appreils à commande de type a) comme indiqué en
Classe de levage de l’appareil
&
6.1.2.2.1, la valeur de @2 max doit être basée sur une valeur de
@2 , min @2 , max
vh dérivée de la vitesse nominale maximale du moteur à vide.
02 1 x3
1,05
or4 13 Pour les appareils à commande de type b) comme indiqué en
6.1.2.2.1, la valeur de @2 max doit être basée sur une valeur de
W 1,1 1,9
1,15
03 22 Vh dérivée d’une valeur ‘égale à au moins 0,5 fois la vitesse
nominale maximale du moteur à vide.
L’annexe C présente un commentaire général sur l’application
6.1.2.2 Levage d’une charge reposant sur le sol
des facteurs @.
Dans le cas de levage d’une charge reposant sur le sol, les
effets dynamiques de transfert de charge du sol à l’appareil de 6.1.2.3 Effets du relâchement soudain d’une partie de la
levage doivent être pris en compte, en multipliant la force de charge utile
gravité due à la masse de la charge brute par un facteur G2.
(Voir figure 1.) Pour les appareils de levage qui relâchent ou laissent tomber
une partie de la charge utile dans le déroulement normal de tra-
vail, par exemple dans le cas des bennes preneuses ou des
NOTE - Les effets dynamiques se produisent lorsque le système
aimants, l’effet dynamique maximal sur l’appareil peut être
d’entraînement atteint sa vitesse avant que l’accessoire de préhension
commence à soulever la charge et sont le résultat de l’augmentation simulé en multipliant la charge utile par le facteur G3 (voir
progressive de l’énergie cinétique et du couple d’entraînement.
figure 2).
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO8686-1 :1989 (FI
est la masse de la charge utile;
m
La valeur de e3 est donnée par l’équation
0,5 pour les appareils équipés de bennes preneuses ou
P3 =
de dispositifs à déchargement lent similaires;
=j -
AT (1 + p31
@3
m
=
1 pour les appareils équipés d’électro-aimants ou de
dispositifs à déchargement rapide similaires.
où
L’annexe C présente un commentaire général sur l’application
Am est la partie laissée tombée ou relâchée de la charge
des facteurs Q3.
utile;
0,8 1
HC4 1,15
HC3 1,l Oh ,
HC2 1,05 0,4
HC1 1 02
1
1
1
1,s vh, m/s
- Facteur 49
Figure 1
Am
l3sl
Am
m
Figure 2 - Facteur 41~
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 8686-l A989 (FI
6.1.4 Charges dues à l’accélération de tous les
6.1.3 Charges induites par translation sur une surface
irrégulière mécanismes d’entraînement de l’appareil de levage,
y compris les entraînements de treuils
Appareils de levage se déplacant sur route ou hors
6.1.3.1
I Les charges induites dans un appareil de levage par des accé-
route
lérations ou des décélérations provoquées par des forces
d’entraînement peuvent être calculées à l’aide de modèles ciné-
Les effets du déplacement sur ou hors route, avec ou sans
tiques de corps rigides, qui prennent en considération les pro-
charge, dépend de la configuration de l’appareil (répartition des
priétés géométriques et la répartition des masses du mécanisme
masses), de son élasticité et/ou de sa suspension, de la vitesse
d’entraînement de l’appareil de levage et, s’il y a lieu, les pertes
de déplacement ainsi que de la nature et de l’état du terrain. Les
par friction interne résultantes. Pour cette raison, la charge
effets dynamiques doivent être évalués par expérience, essai ou
brute doit être considérée comme fixée au sommet de la flèche
calcul, à l’aide d’un modèle approprié de l’appareil et du terrain.
ou immédiatement en dessous du chariot.
Une analyse de corps rigides ne reflète pas directement les
effets élastiques. Pour en tenir compte, la variation de la force
6.1.3.2 Appareils de levage se déplacant sur rails
,
d’entraînement (AF), y compris l’accélération ou la décéléra-
tion, peut être multipliée par un facteur & et additionnée algé-
Les effets du déplacement, avec ou sans charge, sur des rails
briquement à la force présente avant cette accélération ou
dont les caractéristiques géométriques ou élastiques induisent
décélération. Cette force amplifiée est ensuite appliquée aux
des accélérations sur les roues dépendent de la configuration
éléments exposés à la force d’entraînement et, le cas échéant, à
de l’appareil (répartition des masses, élasticité de l’appareil
l’appareil et également à la charge brute. (Voir figure 3.)
et/ou de sa suspension), de la vitesse de déplacement et du
diamètre des galets. Ces effets doivent être évalués par expé-
La gamme des valeurs de Q5 est 1 < G5 < 2. La valeur utilisée
rience, essai ou calcul, à l’aide d’un modèle approprié de I’appa-
dépend de la variation de la force d’entraînement ou de frei-
reil et de la voie.
nage, ainsi que de la répartition des masses et des propriétés
élastiques du système. En général, les valeurs inférieures cor-
Les accélérations induites peuvent être prises en compte en
respondent aux systèmes dans lesquels les forces varient sans
multipliant les forces de gravité dues aux masses de l’appareil et
à-coup, et les valeurs supérieures à ceux dans lesquels les chan-
de la charge brute par un facteur Q4. Pour chaque type d’appa-
gements brusques se produisent.
reil, les Normes internationales peuvent spécifier des tolérances
pour les rails et indiquer les conditions dans lesquelles la valeur Pour les forces centrifuges, G5 peut être pris égal à 1.
de G4 peut être égale à 1.
Si la force qui peut être transmise est limitée par la friction ou
par la nature du mécanisme d’entraînement, cette force limitée
L’annexe C présente un commentai re général sur I’appli cation
et un facteur Gs approprié au système doivent être utilisés.
des facteurs @.
un commentaire général sur l’application
L’annexe C présente
L’annexe D donne un exemple de modèle simplifié d’évaluation
des facteurs @.
de la valeur de 41~~ pour tenir compte des accélérations vertica-
les appliquées aux roues d’un appareil se déplacant sur rails non L’annexe E donne un exemple de détermination des charges
induites par l’accélération d’un portique à translation non
soudés, présentant des intervalles ou des différences de
niveau. synchronisée et distribution asymétrique des charges.
Effets de charge sur l’appareil de levage
Force d’entraînement
causés par les forces d’entraînement
t
Force du moteur
Vitesse 4 Temps
Force de freinage --/
Figure 3 - Facteur es
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 8686-1 : 1989 (FI
6.1.5 Charges induites par les déplacements 6.3 Charges exceptionnelles
On doit tenir compte des charges dues aux déplacements
6.3.1 Vent hors service
englobés dans le calcul, telles que celles résultant d’une pré-
Dans les conditions de vent hors service, la force gravitation-
contrainte et celles résultant des limites auxquelles le systéme
nelle sur la masse de la partie de la charge brute qui reste
de compensation à la marche en crabe ou autre entre en action.
suspendue à l’appareil, qm, doit être prise en compte selon
Les autres charges à considérer sont celles qui peuvent résulter
l’équation
de déplacements, dans des limites établies, telles que celles qui
=m - Am
ont été définies pour la variation de l’écartement des voies ou le rim
tassement irrégulier des supports.
où
charge brute qui
m- Am est la masse de la partie de la
6.2 Charges occasionnelles
reste suspendue à l’appareil,
6.2.1 Effets climatiques
dans laquelle m est la masse de la charge brute.
Les charges dues au vent doivent être calculées conformément
6.2.1.1 Vent en service
à I’ISO 4302.
Les charges dues au vent en service doivent être calculées sui-
vant I’ISO 4302.
6.3.2 Charges d’essai
La valeur de la charge d’essai doit être conforme à I’ISO 4310.
6.2.1.2 Charges dues à la neige et au givre
Si les valeurs des charges d’essai statiques ou dynamiques
Lorsque c’est nécessaire, les charges dues à la neige et au givre
requises sont supérieures au minimum indiqué dans I’ISO 4310,
doivent être prises en compte. Les accumulations qui en résul-
les calculs faits à titre de vérification pour ces conditions d’essai
tent augmentent la surface de prise au vent et cette surface doit
peuvent être nécessaires. Dans ce cas, la charge d’essai dyna-
alors être prise en compte.
mique doit être multipliée par un facteur e6, donné par I’équa-
tion
6.2.1.3 Charges dues aux variations de température
= 0,5 (1 + @2)
@6
Les charges causées par des contraintes qui limitent la dilata-
tion ou le retrait d’un élément, en raison de la variation de la
où 41~ est calculé conformément à 6.1.2. ’
température locale, doivent être prises en compte.
I sur I
L’annexe C présente un commentai re généra ‘application
des facteurs @.
6.2.2 Charges dues à la marche en crabe
Le présent paragraphe traite des charges dues à la marche en
6.3.3 Forces de tamponnement
crabe, qui surviennent par l’intermédiaire des moyens de gui-
dage (tels que galets de guidage ou ailes de galet) des appareils
Si des tampons sont utilisés, les forces qui s’exercent sur la
montés sur roues avec un mouvement de translation ou de
structure de l’appareil de levage et qui proviennent du tampon-
direction à vitesse constante. Ces charges sont induites par les
nement doivent être calculées à partir de l’énergie cinétique de
réactions du guidage qui oblige les galets à dévier de leur libre
toutes les pièces correspondantes de l’appareil se déplacant, en
roulement dans la direction de translation. Des charges similai-
général, à une vitesse située entre 0,7 et 1 fois la vitesse nomi-
res induites par des accélérations agissant sur une répartition
nale. Des valeurs inférieures peuvent être utilisées si elles sont
asymétrique des masses et qui peuvent aussi entraîner la mar-
justifiées par des con
...
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