На свободно стоящий кран действуют различные нагрузки, создающие опрокидывающий момент относительно ребра опорного контура.

Опорный контур башенных кранов ограничивается линией, образующей прямоугольник со сторонами, проходящими по рельсам подкранового пути и осям ходовых колес или балансирных тележек.

Силами, создающими опрокидывающий момент Мош являются основная нагрузка — масса поднимаемого груза и грузозахватных устройств; дополнительные нагрузки — инерционные, возникающие в период пуска, торможения и изменения скоростей механизмов (подъема, передвижения и изменения вылета стрелы); центробежные силы, возникающие при вращении поворотной части крана и изменении наклона стрелы; ветровое давление на наветренную часть крана и груза, а также атмосферные осадки в виде снега или наледи (рис. 98).

Рис. 98. Схема положения крана и нагрузок для расчета его устойчивости

а — грузовой; б — собственной

Противодействие опрокидыванию свободно стоящего крана оказывает только собственная сила тяжести, еда ли центр тяжести лежит внутри опорного контура.

Произведение силы тяжести крана (вместе с пригрузом) на расстояние от центра тяжести до ребра опрокидывания создает удерживающий момент Иуд, который должен быть всегда больше опрокидывающего момента. Отношение удерживающего момента к опрокидывающему моменту определяет коэффициент запаса устойчивости k.

Согласно правилам Госгортехнадзора, коэффициент запаса устойчивости определяют для двух случаев: опрокидывания крана в сторону груза (грузовая устойчивость) и опрокидывания в сторону противовеса при нерабочем состоянии крана (собственная устойчивость).

При воздействии на кран основной нагрузки без учета дополнительных нагрузок и влияния уклона пути (опорной поверхности) коэффициент запаса устойчивости к будет равен отношению удерживающего момента крана, установленного на горизонтальной плоскости, к опрокидывающему моменту от основной нагрузки.

При воздействии на кран как основной, так и дополнительных нагрузок учитываются влияния наклона пути и момента от ветровой нагрузки, совпадающего по направлению с моментом от основной нагрузки (рис. 98,а).

Устойчивость крана в нерабочем состоянии (собственная устойчивость) определяется при наименьшем вылете крюка, ветровой нагрузке, направленной в сторону противовеса, и с учетом уклона пути опорной поверхности (рис. 98,6).

При расчете устойчивости угол наклона а опорной поверхности (пути) принимается для кранов на железнодорожном, пневмоколесном и гусеничном ходу при установке без выносных опор — 3°, при установке на выносные опоры — 1,5°.

Для строительных башенных кранов учитывают возможность превышения одного рельса над другим на 100 мм независимо от размера колеи.

Следовательно, чем больше наклон пути, тем меньше удерживающий момент, и чем больше высота центра тяжести крана, тем в большей степени выявляется отрицательное влияние наклона пути.