Thread Content
クレーンの荷重（2） 運動荷重は、クレーンの運動状態が変化する際に発生し、この運動荷重の影響によって、クレーンが地球の重力を受ける重力荷重（自重荷重および昇降荷重を含む）の静的な荷重値が増加する。クレーンの部品や構成要素の設計、安全性の検証、安全防護装置の選定、およびクレーン事故の解析計算を行う際には、動的荷重の作用方向を必ず考慮しなければならない。 1. 垂直荷重 計算を容易にするため、垂直方向の動的荷重効果は通常、異なる動力係数φiで表される。さまざまな作業状態で生じる動的荷重は、動力係数と対応する静的荷重の積によって算出される。動力係数は、一般的にクレーンの設計規格や関連するマニュアルに記載されている範囲を参照し、実際の運用状況に応じて選定されます。よく使われる動力係数とその適用される運用状況は以下の通りです：（1）昇降衝撃係数φ1は、持ち上げる荷物が突然地面から離れて持ち上げられたり、下降時にブレーキがかかったりすると、クレーンの自重によって、その加速度と反対方向の衝撃が生じます。φ1は、このような作業状態における自重衝撃係数を考慮したもので、荷重計算時にはクレーンの自重荷重とのみ掛け合わせられます。 （2）昇降荷重の動的係数φ2 昇降機構が動作している際、昇降質量が突然地面から離れて昇降または制動される場合、吊り上げられている物の重力荷重に動的な増加効果が生じる。φ2は、このような作業状態における昇降荷重の増加係数であり、荷重計算を行う際には昇降荷重に乗じるべきものである。φ2の値の大きさは、昇降速度、システムの剛性、および操作の激しさに関連しており、一般的に昇降速度が速く、システムの剛性が高く、操作が激しいほど、φ2の値も大きくなる。 （3）突発的な荷降ろし衝撃係数φ3 クレーンや電磁吸盤クレーンが荷物を降ろす際、またはフックやワイヤーロープが偶然にも切断されて荷物が落下する事故が発生した場合、持ち上げていた質量の一部または全部が突発的に荷降ろしとなり、これによって構造物に動的な負荷低減効果が生じる。φ3は、このような作業条件における除荷衝撃係数を考慮したものである。金属構造物やクレーンの転倒防止の安定性計算を行う際には、このような動的な負荷低減効果の影響を考慮する必要がある。 （4）運転衝撃係数φ4 クレーンやクレーンカートがでこぼこの道路やレールの継ぎ目を通過すると、垂直方向に運転衝撃荷重が生じる。φ4は、このような効果を考慮した運転衝撃係数である。運行衝撃係数は、クレーンやカートの運行速度、レールや道路の状態に関連している。 2.水平荷重 水平荷重には、運行、回転、変幅機構が駆動力または制動力の変化の影響を受けることによって、クレーン自体の質量および吊り上げ質量が持つ慣性荷重が含まれる。この荷重は剛体力学によって算出される慣性力のみを対象とし、弾性振動の要因は考慮されていない。水平荷重には、レールクレーンがレール上を走行する際に傾くことで生じる水平方向の側方荷重や、走行範囲を超えた際の衝突荷重なども含まれる。さまざまな水平荷重が生じるメカニズムが異なるため、計算方法もそれぞれ異なります。 （1）運行水平慣性力 運行機構の速度変化時に生じる慣性力で、水平運行慣性力を生み出す質量と加速度の積の1.5倍として計算する。1.5は、起重機の金属構造に駆動力が及ぼす動的影響を考慮した係数である。運行慣性力の計算結果は、駆動車輪とレール間の粘着力以下とする。 （2）回転および変幅運動による水平力 アーム型クレーンの回転機構や変幅機構が動く際、持ち上げられている荷重によって生じる水平力は、変幅や回転の制動時に発生する慣性力、回転運動時の遠心力、さらにはオペレーターの操作方法など、さまざまな要因の影響を受けて、追加的な水平力が生じる。一般的には、吊り下げられた物のワイヤーロープが垂直線からなす偏向角によって生じる水平方向の力で計算される。 （3）クレーンの傾斜走行時の水平方向の側力 ブリッジ型クレーンが主車両の走行中に傾斜して走行すると、車輪の輪縁や水平ガイド輪に垂直に作用する水平方向の側力が発生する。クレーンが傾いて動作する要因は非常に複雑で、理論的に定量的な分析を行うことは困難である。通常は、実験や統計的手法によって導き出された経験式を用いて近似計算が行われる。 （4）衝突荷重 起重機やクレーンカートがストローク制限を超えてレールの端にあるストッパーに衝突した場合、または同じスパンのレール上に複数の起重機がある場合、2台の起重機同士が衝突することで衝突荷重が発生する。衝突荷重はエネルギーの法則に基づき、仮定された衝突運動エネルギーとバッファーによって完全に吸収される運動エネルギーによって算出される。