第二章——4.ppt

v吊车梁的荷载吊车梁的荷载v吊车梁的截面组成吊车梁的截面组成v吊车梁的连接吊车梁的连接v吊车梁截面的验算吊车梁截面的验算 2.4 2.4 吊车梁的设计吊车梁的设计 竖向荷载竖向荷载:P:PPP纵向水平荷载纵向水平荷载:T Tc cTcTcTT横向水平荷载横向水平荷载:T:T 2.4.1 2.4.1 吊车梁的荷载吊车梁的荷载纵向水平荷载通过吊车梁传递给柱纵向水平荷载通过吊车梁传递给柱间支撑，对吊车梁截面影响很小，间支撑，对吊车梁截面影响很小，计算时一般不考虑计算时一般不考虑。吊车梁按双向。吊车梁按双向受弯构件设计受弯构件设计(1)(1)吊车竖向荷载（最大轮压）吊车竖向荷载（最大轮压）作用在吊车梁上的最大轮压作用在吊车梁上的最大轮压设计值设计值:P Pk,maxk,max吊吊车最大轮压标准值车最大轮压标准值,查吊车手册。查吊车手册。-动力系数动力系数(2)(2)吊车横向水平力吊车横向水平力 依依建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范(GB 50009)(GB 50009)的规定，的规定，作用于作用于每个轮压处每个轮压处的水平力的水平力设计值设计值：Q Q 吊车吊车额额定起重量定起重量n-n-桥桥式吊车的总轮数式吊车的总轮数g g 重重力加速度力加速度Q-Q-小车重量小车重量 吊车工作级别为吊车工作级别为A6 A6 A8A8时，吊车运行时时，吊车运行时摆动摆动 引起的水平力比刹车更为不利引起的水平力比刹车更为不利,钢结构设计钢结构设计 规范规范(GB50017)(GB50017)规定：吊车横向水平力规定：吊车横向水平力标准值标准值：0.1 0.1 软钩吊车软钩吊车 1 1=0.15=0.15 抓斗或磁盘吊车抓斗或磁盘吊车 0.2 0.2 硬钩吊车硬钩吊车软钩吊车：通过钢绳、吊钩起吊重物。软钩吊车：通过钢绳、吊钩起吊重物。硬钩吊车：通过刚性臂起吊重物，如夹钳、料耙等。硬钩吊车：通过刚性臂起吊重物，如夹钳、料耙等。o单轴对称工字形截面单轴对称工字形截面o带制动梁的吊车梁带制动梁的吊车梁o带制动桁架的吊车梁带制动桁架的吊车梁 1.1.单轴对称工字形截面单轴对称工字形截面:Q 30t Q 30t，L 6mL 6m，A A1 1 A A5 5级级 2.4.2 2.4.2 吊车梁的截面组成吊车梁的截面组成2.2.带制动梁的吊车梁：带制动梁的吊车梁：竖向荷载竖向荷载 吊车梁吊车梁横向水平荷载横向水平荷载 制动梁制动梁制动梁以吊车梁的上制动梁以吊车梁的上翼缘为制动梁的内翼缘为制动梁的内翼缘，槽钢翼缘，槽钢 则为制则为制动梁的外翼缘。动梁的外翼缘。3.3.带制动桁架的吊车梁带制动桁架的吊车梁:竖向荷载竖向荷载 吊车梁吊车梁横向水平荷载横向水平荷载 制动桁桁架制动桁桁架L L12m(A612m(A6A8)A8)L L18m(A118m(A1A5)A5)增设辅助桁架、水平支撑增设辅助桁架、水平支撑和垂直支撑和垂直支撑。制动桁架是用角钢组成的平行弦桁制动桁架是用角钢组成的平行弦桁架。吊车梁的上翼绿兼作制动桁架。吊车梁的上翼绿兼作制动桁架的弦杆。制动结构不但用以承架的弦杆。制动结构不但用以承受横向水平荷载，保证受横向水平荷载，保证 吊车梁吊车梁的整体稳定，并且可作为检修走的整体稳定，并且可作为检修走道道制动梁和制动桁架制动梁和制动桁架作用：承受横向水平荷载、保证吊车梁的整体稳定；作用：承受横向水平荷载、保证吊车梁的整体稳定；可作为人行走道和检修平台。可作为人行走道和检修平台。宽度：依吊车起重量、柱宽以及刚度要求确定；宽度：依吊车起重量、柱宽以及刚度要求确定；一般不小于一般不小于0.75m。制动结构的选用：宽度小于制动结构的选用：宽度小于1.2m时，选用制动梁；时，选用制动梁；宽度大于宽度大于1.2m时，选制动桁架。时，选制动桁架。当吊车桁架和重级工作制吊车梁跨度L12m，或轻 中级工作制吊车梁跨度L18m，对边列柱吊车梁宜设置辅助桁架，并在辅助桁架和吊车梁之间设置水平支撑和垂宜支撑。当吊车梁位于中列柱，且相邻两跨的吊车梁高度相等时，可采用（d）的形式；当相邻两跨的吊车起重量相差悬殊而采用不同高度的吊车梁时，可采用（e）的形式。制动桁架制动桁架吊车梁吊车梁 2.4.3 2.4.3 吊车梁的分类吊车梁的分类吊车梁按结构简图分为简支梁、连续梁、框架梁等一般设计成简支梁，传力明确、构造简单、施工一般设计成简支梁，传力明确、构造简单、施工方便。方便。连续梁虽较简支结构节约钢材1015，但因计算、构造、施工等远较简支结构复杂且对支座沉陷敏感，对地基要求较高。框架梁系将吊车梁与柱在纵向组成单跨(或多跨连续)刚架，因而有较好的纵向刚度，由于计算构造及施 工均很复杂，仅在柱列上无法设置柱间支撑时才考 虑采用。吊车梁按截面有型钢梁、组合工字形梁及箱形梁、型钢梁、组合工字形梁及箱形梁、撑杆式撑杆式型钢吊车梁（或加强型钢吊车梁型钢吊车梁（或加强型钢吊车梁）用型钢（有时用钢板、槽钢或角钢加强上翼缘）制成，制作简单，运输及安装方便，一般适用于跨度L6m，吊车起重 量Q 10t的轻、中级工作制的吊车梁。焊接工字形吊车梁焊接工字形吊车梁，由三块钢板焊接三块钢板焊接而成，制作比较简便，为当前常用为当前常用的形式。的形式。当吊车轮压值较大时，采用将腹板上部受压区加厚的形式较为经济，但会增加施工的不便。一一般设计成等高度、等截面形式般设计成等高度、等截面形式。根据需要也可设计成变高度（支座处梁高缩小）、变截面的形式。箱形吊车梁箱形吊车梁是由上、下翼缘板及双腹板组成的封闭箱形截面梁，具有刚度大和抗扭性能好具有刚度大和抗扭性能好的优点，适用于大跨度、大吨位软钩吊车或的优点，适用于大跨度、大吨位软钩吊车或特重级硬特重级硬 钩吊车，以及抗扭刚度较高（如钩吊车，以及抗扭刚度较高（如大跨度壁行吊车梁）的焊接梁。大跨度壁行吊车梁）的焊接梁。由于制作较复杂、施焊操作条件较差，焊接变形不易控制和校正。1.1.吊车梁上翼缘吊车梁上翼缘 与柱的连接与柱的连接2.2.吊车梁上翼缘与吊车梁上翼缘与制动结构连接：制动结构连接：q 高强螺栓连接高强螺栓连接 抗疲劳性能好，抗疲劳性能好，施工方便。施工方便。q 板铰连接板铰连接保证吊车梁为简支保证吊车梁为简支 2.4.4 2.4.4 吊车梁的连接吊车梁的连接3.3.吊车梁支座：吊车梁支座：1 1）简支吊车梁支座：）简支吊车梁支座：(a)(a)平板支座平板支座 (b)(b)凸缘支座凸缘支座 2 2）连续吊车梁支座：）连续吊车梁支座：(a)(a)平板支座平板支座支座加劲肋支座加劲肋支座垫板：支座垫板：厚度厚度t16mmt16mm缺点：缺点：柱受到吊车竖向荷载柱受到吊车竖向荷载引起的较大扭矩作用。引起的较大扭矩作用。传力板传力板(b)(b)凸缘支座凸缘支座支座加劲肋支座加劲肋弹簧板弹簧板 优点：优点：e e较小，柱受到吊车较小，柱受到吊车较小的扭矩作用。较小的扭矩作用。2.4.5 2.4.5 吊车梁的截面验算吊车梁的截面验算 强度验算强度验算 整体稳定验算整体稳定验算 刚度验算刚度验算 疲劳验算疲劳验算1.1.加强上翼缘吊车梁加强上翼缘吊车梁受压区：受压区：A A点最不利点最不利受拉区：受拉区：W Wnyny吊车梁上翼缘截面对吊车梁上翼缘截面对 y y轴的净截面抵抗矩。轴的净截面抵抗矩。2.4.4.12.4.4.1强度计算强度计算2.2.带制动梁的吊车梁带制动梁的吊车梁A A点最不利点最不利WWny1ny1制动梁截面对其制动梁截面对其形心轴形心轴y y1 1的净截面抵抗矩。的净截面抵抗矩。3.3.带制动桁架的吊车梁带制动桁架的吊车梁A A点最不利点最不利局部弯矩局部弯矩 M My y=Td/3=Td/3轴力轴力 N N1 1=M=My y/b/b1 1M My y横向水平荷载产生横向水平荷载产生 的最大弯矩设计值的最大弯矩设计值。A An n吊车梁上翼缘及腹板吊车梁上翼缘及腹板15t15tw w的净截面面积之和。的净截面面积之和。设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证，不需验算。整体稳定得到保证，不需验算。加强上翼缘加强上翼缘的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。-依梁在最大刚度平面内弯依梁在最大刚度平面内弯 曲所确定的整体稳定系数曲所确定的整体稳定系数 2.4.4.22.4.4.2整体稳定验算整体稳定验算按效应最大的一台吊车的按效应最大的一台吊车的荷载标准值荷载标准值计算，计算，且不乘且不乘动力系数。动力系数。竖向挠度：竖向挠度：水平挠度：水平挠度：2.4.4.32.4.4.3刚度验算刚度验算M Mkxkx竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩,M Mkyky跨内跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载一台起重量最大吊车横向水平荷载 标准值标准值作用下所产生的最大弯矩，作用下所产生的最大弯矩，I Iy1y1制动结构截面对形心轴制动结构截面对形心轴Y Y1 1的毛截面惯性的毛截面惯性 矩。矩。对制动桁架应考虑对制动桁架应考虑腹杆变形腹杆变形的影响，的影响，I Iylyl乘以乘以0.70.7的折减系数。的折减系数。构造上：构造上：选用合适的钢材标选用合适的钢材标 号和冲击号和冲击 韧性要求。韧性要求。构造细部选用疲劳强度高的连接构造细部选用疲劳强度高的连接形式。形式。例例：对对于于A6A8A6A8级级和和起起重重量量Q50tQ50t的的A4A4，A5A5级级吊吊车车粱粱，其其腹腹板板与与上上翼翼缘缘的的连连接接应应采采用用焊焊透透的的K K形形焊焊缝。缝。2.4.4.42.4.4.4疲劳验算疲劳验算A6A6A8A8级吊车梁应进行疲劳验算级吊车梁应进行疲劳验算1.1.受拉翼缘的连接焊缝处受拉翼缘的连接焊缝处12.2.受拉区加劲肋端部受拉区加劲肋端部23.3.受拉翼缘与支撑连接处受拉翼缘与支撑连接处 的主体金属的主体金属34.4.连接的角焊缝连接的角焊缝4采用一台起重量最大吊车的荷载标准值，采用一台起重量最大吊车的荷载标准值，不计动力系数，按常幅疲劳问题计算。不计动力系数，按常幅疲劳问题计算。f f 应力幅，应力幅，=maxmax-minmin；循环次数循环次数n=2n=210106 6次时的容许应次时的容许应 力幅，按表力幅，按表2-112-11取用；取用；f f 欠载效应的等效系数欠载效应的等效系数