STRU-03-第三章--起重运输机金属结构设计计算基础解析.ppt

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1、第一节第一节 起重运输机金属结构计算载荷的分类起重运输机金属结构计算载荷的分类 基本载荷基本载荷 附加载荷附加载荷 特殊载荷特殊载荷一、基本载荷一、基本载荷 指始终和经常作用在起重机结构上的载荷。自重载荷自重载荷P PGG ：指起重机的结构、机械设备及电气 设备等的重力。起升载荷起升载荷P PQQ：指起升质量的重力。 水平惯性载荷水平惯性载荷P PHH ：指运行、回转或变幅机构启(制) 动时引起的水平惯性载荷。二、附加载荷二、附加载荷 指起重机在正常工作状态下结构所承受的非经常指起重机在正常工作状态下结构所承受的非经常性作用的载荷。性作用的载荷。包括：包括：工作状态下的风载荷工作状态下的风载荷

2、P PW,iW,i；有轨起重机有轨起重机偏斜运行侧向力偏斜运行侧向力PsPs；根据实际情况决定需加以考虑的根据实际情况决定需加以考虑的温度载荷、冰雪载温度载荷、冰雪载荷及某些工艺性载荷。荷及某些工艺性载荷。 三、特殊载荷三、特殊载荷 在非工作状态或试验状态时起重机结构可能承受在非工作状态或试验状态时起重机结构可能承受的最大载荷的最大载荷, ,或工作状态下结构偶然承受的不利载荷。或工作状态下结构偶然承受的不利载荷。包括：包括：非工作状态下的风载荷非工作状态下的风载荷P PW,iW,i；试验载荷试验载荷P Pt t；根据实际情况决定需加以考虑的根据实际情况决定需加以考虑的安装载荷、地震载安装载荷、

3、地震载荷及某些工艺性载荷；荷及某些工艺性载荷；工作状态下结构偶然可能承受的工作状态下结构偶然可能承受的碰撞载荷碰撞载荷P PC C；工作状态下结构偶然可能承受的工作状态下结构偶然可能承受的带刚性起升导架小带刚性起升导架小车的倾翻水平力车的倾翻水平力P PSLSL。 带刚性起升导架小车的倾翻水平力带刚性起升导架小车的倾翻水平力P PSLSL。 第二节第二节 机构不稳定运动时的冲击动力载荷机构不稳定运动时的冲击动力载荷 一、起升冲击系数一、起升冲击系数1 起升质量突然离地起升或下降制动时，自重载起升质量突然离地起升或下降制动时，自重载荷将产生沿其加速度相反方向的冲击作用。荷将产生沿其加速度相反方向

4、的冲击作用。 考虑这种工况时，应将自重载荷乘以起升冲击系数1来考虑自重载荷的重力变化。 一般取：一般取： 结构计算时取：结构计算时取： 1 . 19 . 011 . 10 . 11当当 Vq=(0.160.32)m/s二、起升载荷动载系数二、起升载荷动载系数2 )1 ()(11012ygbv201121yymm 起升质量离地起升时，起升质量的惯性力将对起重机起升质量离地起升时，起升质量的惯性力将对起重机的承载结构和传动机构产生附加的动载荷作用。此作用用的承载结构和传动机构产生附加的动载荷作用。此作用用一个大于一个大于1的起升动载系数乘以起升载荷来考虑。的起升动载系数乘以起升载荷来考虑。（3-1

5、4）式中式中（3-15）m1金属结构的换算质量（kg）, m1计算式见表3-1；m2吊重的质量（kg）； v 起升速度（m/s）；b操作系数，对一般吊钩起重机取0.5，对工作级 别较高的起重机和抓斗起重机取0.8；g重力加速度（m/s2）； y1结构在吊重悬挂点,起升载荷引起的静变位(m)。 设计初,对桥式类型起重机,小车在跨中时可取 y1=(1/7001/800)L,小车在悬臂端时可取 y1=/350, 为有效悬臂端长(m)；对动臂起重机,取y1 = (1/200 1/250)R，R为最大幅度；o起升滑轮组在起升载荷作用下的静变位。与起 升高度H有关，设计开始时，可取o=0.0029H(m)

6、。 0 . 20 . 120yCymeqeq eqeqCmvkvy00max0max002y0 . 20 . 12表3-1 各种龙门起重机金属结构的换算质量 起重机型式及简图 1m计算式 xcjGGgm5 . 011 xcGqLgm11 =0.410.54 xcGqlgm11 =0.250.33 小车位于跨中 xcGqLgm11 =0.410.54 小车位于悬臂端 xcGqlgm111 =0.250.33 轮式起重机或其它动臂起重机 m1取动臂质量的 1/3 表3-1 续返回 对对臂架类起重机臂架类起重机，动力系数，动力系数2可用下列简化公式计算可用下列简化公式计算: : vgya002101

7、gy（3-16）式中式中 a0 0与起升高度有关的系数与起升高度有关的系数,a0 0 =0.350.50；与臂架形式有关的系数与臂架形式有关的系数,对常见的汽车起对常见的汽车起 重机、塔式起重机动臂取重机、塔式起重机动臂取1.6；v 吊重的起升速度（吊重的起升速度（m/s）。）。2的其它计算方法的其它计算方法根据起重机的种类及使用条件，按下表的估算公式计算根据起重机的种类及使用条件，按下表的估算公式计算2。 三、突然卸载冲击系数三、突然卸载冲击系数 当起升质量部分或全部突然卸载时，将对结构产当起升质量部分或全部突然卸载时，将对结构产生动态减载作用。生动态减载作用。考虑这种工况时，通常将起升载荷

8、乘以突然卸载冲击系数 ， 按下式计算： 式中 起升质量中突然卸去的那部分质量(kg); m起升质量(kg); 系数。对抓斗起重机， ； 对电磁起重机， 。 333)1 (133mmm35.03(3-17)0 .13四、运行冲击系数四、运行冲击系数 当起重机运行时当起重机运行时, ,由于道路或轨道不平（有接缝）由于道路或轨道不平（有接缝）而使运动的质量产生铅垂方向的冲击作用。而使运动的质量产生铅垂方向的冲击作用。计算时应将自重载荷和起升载荷乘以运行冲击系数 。 有轨运行时， 按下式计算：式中 h轨道接缝处两轨道顶面的高度差，mm；v运行速度，m/s。 亦可根据运行速度由表3-2直接查取。无轨运行

9、起重机的运行冲击系数由表3-3查取。 444hv058.01.14(3-18)4第三节第三节 起重机金属结构各种载荷的计算起重机金属结构各种载荷的计算 一、自重载荷的计算一、自重载荷的计算 1. 1. 自重载荷的估算方法自重载荷的估算方法参照现有类似结构来确定自重载荷；参照现有类似结构来确定自重载荷；查阅类似结构的自重图表查阅类似结构的自重图表( (如图如图3-33-3、3-4)3-4)；利用经验公式计算结构的自重利用经验公式计算结构的自重( (见式见式3-193-193-233-23) )。2. 2. 与自重载荷有关的冲击系数与自重载荷有关的冲击系数起升冲击系数起升冲击系数 运行冲击系数运行

10、冲击系数 结构计算时，按载荷组合情况取其中一个参与计结构计算时，按载荷组合情况取其中一个参与计算。即取算。即取 或或 。 14GP1GP4 图3-3 单梁龙门起重机重量曲线 L0-上部主梁总长；最大起升高度12m左右 图3-4 双梁龙门起重机重量曲线 跨度L(m)返回 的箱形龙门起重机，上部主梁和支腿的总重，可用下列近似公式计算：无悬臂时 KN （3-19） 有悬臂时 KN （3-20） 式中Q起重量（kN）：H0吊钩最大起升高度（m）；L0上部主梁总长度（m）。kN800Q 1 . 0700LQHG 1 . 0500LQHG 对桁架式龙门起重机，跨内部分的主桁架自重推荐用下面的经验公式确定：

11、 起重量Q=50390KN时 （3-21）起重量Q=400750KN 时 （3-22）式中 Gzh跨内主桁架的自重（kN）； L距度（m） Q起重量（kN） )kN( 7501. 0LQGzh(kN) )5( 01. 0LQGzh返回3. 自重载荷的作用方式自重载荷的作用方式桁架结构自重视为节点载荷桁架结构自重视为节点载荷, ,作用于桁架节点上。作用于桁架节点上。 实体结构的自重视为均布载荷。实体结构的自重视为均布载荷。N) kN(1或nGPijs1nPPGijs0/ LPqGii=1或或4i=1或或4(kN/m(kN/m或或N/m)N/m)二、起升载荷的计算二、起升载荷的计算 1. 1. 与

12、起升载荷有关的冲击系数与起升载荷有关的冲击系数起升载荷动载系数起升载荷动载系数突然卸载冲击系数突然卸载冲击系数 运行冲击系数运行冲击系数 结构计算时，按载荷组合情况取其中一个结构计算时，按载荷组合情况取其中一个系数乘以起升载荷。系数乘以起升载荷。4322起升载荷的作用方式及计算方法起升载荷的作用方式及计算方法 移动集中载荷移动集中载荷 桥、门式起重机桥、门式起重机的起升载荷以小车轮压的形式作用于的起升载荷以小车轮压的形式作用于主梁或主桁架上：主梁或主桁架上： ( (静载荷用于刚度计算静载荷用于刚度计算) )考虑动力载荷的作用，计算轮压为：考虑动力载荷的作用，计算轮压为： ( (用于强度和稳定性

13、计算用于强度和稳定性计算) )式中式中PXC小车自重引起的轮压小车自重引起的轮压( (自重未知时自重未知时, ,查表查表3-4)3-4)； 吊重吊重Q Q 和吊具和吊具G G0 0 的重量引起的轮压；的重量引起的轮压； 动力系数。动力系数。QGXCPPPQGiXCijPPPQGPii、(3-25)(3-26)小车变幅式塔式起重机的起升载荷亦为移动集中载荷小车变幅式塔式起重机的起升载荷亦为移动集中载荷固定集中载荷固定集中载荷 臂架式起重机臂架式起重机的的起升载荷以集中载荷的形式作起升载荷以集中载荷的形式作用在动臂端部，起升载荷的计算式为：用在动臂端部，起升载荷的计算式为： 考虑动力载荷的作用，计

14、算轮压为：考虑动力载荷的作用，计算轮压为： 0GQP )(0GQPij(3-27)(3-28)(用于刚度计算用于刚度计算)(用于强度和稳定性计算用于强度和稳定性计算)三、水平惯性载荷的计算三、水平惯性载荷的计算 1. 运行惯性力运行惯性力PH 起重机大车或小车运行机构起动或制动时起重机大车或小车运行机构起动或制动时, ,起重起重机或小车自身质量以及起升质量产生的水平惯性力机或小车自身质量以及起升质量产生的水平惯性力PH为：为： 式中式中 m运行部分的质量（运行部分的质量（kg）; a起起(制制)动加速度动加速度(m/s2),参考值见表参考值见表3-5； 系数。考虑起重机机构驱动力系数。考虑起重

15、机机构驱动力(制动力制动力)突加及突变时结构的动力效应突加及突变时结构的动力效应:ma 5HP52155 . 15（3-29）,平均取平均取表表3-5 3-5 运行机构加运行机构加( (减减) )速度速度a a及加及加( (减减) )速时间速时间t t P PH H 不能超过主动车轮与轨道之间的粘着力不能超过主动车轮与轨道之间的粘着力, ,即即式中式中u u 车轮与轨道间的滑动摩擦系数，车轮与轨道间的滑动摩擦系数，u u =1/7=1/7； PZ起重机主动车轮静轮压之和（起重机主动车轮静轮压之和（N）。）。 P PH H 的作用方向的作用方向起重小车运行制动时引起的水平惯性载荷起重小车运行制动

16、时引起的水平惯性载荷PHx，沿小车轨道方向，作用于轨顶。沿小车轨道方向，作用于轨顶。起重机大车起、制动时引起的水平惯性载荷起重机大车起、制动时引起的水平惯性载荷P PH H ，沿大车轨道方向，与相应的垂直载荷正交。沿大车轨道方向，与相应的垂直载荷正交。 zHuPP （3-30）垂直载荷及水平载荷的作用位置及作用方向起重机大车起、制动时引起的水平惯性载荷起重机大车起、制动时引起的水平惯性载荷P PH H ，沿大车轨道方向，与相应的垂直载荷正交。沿大车轨道方向，与相应的垂直载荷正交。qH2. 2. 回转和变幅运动时的水平惯性力回转和变幅运动时的水平惯性力P PHH tgQHQPP(3-31) 计算

17、结构强度时计算结构强度时, 取取 工作状态下的最大偏摆角工作状态下的最大偏摆角 。 起升质量起升质量产生的水平惯性力产生的水平惯性力P PHQHQ ：表3-6 的推荐值起重机运动部分的自身质量起重机运动部分的自身质量mm产生的水平惯性力产生的水平惯性力P PH H式中式中 a所计算结构质量中心的加速度。所计算结构质量中心的加速度。maPH5 . 1四、起重机偏斜运行时的水平侧向力四、起重机偏斜运行时的水平侧向力P PS S PS可按下式近似计算：可按下式近似计算：PPS2侧向力系数，侧向力系数，与起重机跨度与起重机跨度L和大车有效轴和大车有效轴距距B0之比有关，之比有关，见图。见图。 图图 侧

18、向力系数侧向力系数 起重机产生侧向力一侧与有效轴距起重机产生侧向力一侧与有效轴距B B0 0有关的相应车有关的相应车轮静轮压之和。轮静轮压之和。 图图 偏斜运行侧向力作用位置偏斜运行侧向力作用位置 B大车轴距；大车轴距；B0有效轴距。有效轴距。 P41PPP6521PPPPP轨道一侧有轨道一侧有6或或8个车轮时个车轮时轨道一侧车轮数轨道一侧车轮数88时时 作用于起重机金属结构的风载荷分为两类：作用于起重机金属结构的风载荷分为两类： 工作状态的风载荷工作状态的风载荷：是起重机结构在正常工作状态下所：是起重机结构在正常工作状态下所能承受的最大计算风压能承受的最大计算风压; ;非工作状态风载荷非工作

19、状态风载荷：是起重机结构不工作时所能承受的：是起重机结构不工作时所能承受的最大计算风压。最大计算风压。 风载荷按下式计算风载荷按下式计算 ：式中式中C风力系数；风力系数； Kh风压高度变化系数；风压高度变化系数； 风振系数（对常用起重机风振系数（对常用起重机=1.0)=1.0)； A A结构或物品垂直于风向的迎风面积（结构或物品垂直于风向的迎风面积（m m2 2）；）； q q计算风压（计算风压（N/mN/m2 2）。）。 qACKPhW五、风载荷的计算五、风载荷的计算1计算风压计算风压q q：正常工作状态下的计算风压。正常工作状态下的计算风压。q：工作状态下的最大计算风压。工作状态下的最大计

20、算风压。q：非工作状态下的计算风压。非工作状态下的计算风压。有轨运行起重计算风压取值列于表有轨运行起重计算风压取值列于表3-7。无轨运行起重机无轨运行起重机当臂长当臂长5050m m时：时：当臂长当臂长5050m m时时, , q按使用要求决定。按使用要求决定。山顶、峡谷、河口及经常受暴风作用的地区山顶、峡谷、河口及经常受暴风作用的地区, ,非工作状态计算风压非工作状态计算风压q应再增大应再增大0.50.51 1倍倍。 2IIm/N125q2 2风压高度变化系数风压高度变化系数K Kh h q不考虑高度变化（不考虑高度变化（Kh=1）。）。q应考虑高度变化应考虑高度变化 ： Kh按下式计算按下

21、式计算式中式中 指数，陆上近似取指数，陆上近似取0.30.3，海上可取，海上可取0.20.2。3 3风力系数风力系数C C 风力系数与金属结构的外形、几何尺寸等有关。风力系数与金属结构的外形、几何尺寸等有关。常用起重机单片结构和单根元件的风力系数按表3-9查取。 10hKh表3-9 单片结构和单根元件的风力系数C 4 4迎风面积迎风面积A A的计算的计算 起重机结构和吊重的迎风面积应按最不利迎风方起重机结构和吊重的迎风面积应按最不利迎风方位计算并取垂直于风向平面上的投影面积。位计算并取垂直于风向平面上的投影面积。单片金属结构单片金属结构的迎风面积为的迎风面积为 式中式中 金属结构或吊重的轮廓面

22、积（金属结构或吊重的轮廓面积（m m2 2）；）； 金属结构的充实率金属结构的充实率, ,查表查表3-103-10。lAAlA表表3-10 各种结构或机构的充实率各种结构或机构的充实率 两片并列等高、形式相同的金属结构两片并列等高、形式相同的金属结构，考虑前排挡，考虑前排挡风的影响风的影响, ,后排的迎风面积应折减。总的迎风面积为后排的迎风面积应折减。总的迎风面积为：21AAA111lAA222lAA前排结构对后排迎风面积的挡风折减系数前排结构对后排迎风面积的挡风折减系数, 桁架式结构桁架式结构查表查表3-11；箱形结构；箱形结构查表查表3-12。图图3-8 并列桁架结构并列桁架结构表3-11

23、 桁架结构挡风折减系数表表3-12 3-12 箱型结构的挡风折减系数箱型结构的挡风折减系数 n n片并列等高、形式相同的金属结构片并列等高、形式相同的金属结构，考虑多片结，考虑多片结构的重叠挡风折减作用，则总的迎风面积为：构的重叠挡风折减作用，则总的迎风面积为： 1112)1 (lnAA11511)10511(11llnAnA(4)(4)吊重的迎风面积吊重的迎风面积 吊重的轮廓尺寸不明确时，可按表吊重的轮廓尺寸不明确时，可按表3-133-13查取。查取。(5)(5)三角形截面空间桁架迎风面积三角形截面空间桁架迎风面积可取空间桁架垂直于风向的投影面积的可取空间桁架垂直于风向的投影面积的1.251

24、.25倍。倍。表表3-13 3-13 吊重迎风面积估计值（吊重迎风面积估计值（mm2 2）六、缓冲器的碰撞载荷六、缓冲器的碰撞载荷P PC C 作用于缓冲器上的最大碰撞载荷，按作用于缓冲器上的最大碰撞载荷，按照缓冲器的碰撞速度所吸收的能量计算。照缓冲器的碰撞速度所吸收的能量计算。 七、其它特殊载荷七、其它特殊载荷 冰雪载荷冰雪载荷 温度载荷温度载荷地震载荷地震载荷试验载荷试验载荷： 动态试验载荷动态试验载荷Pdt： 静态试验载荷静态试验载荷Pst： QdtPP61 .1QstPP25.126121 式中式中 6试验时的动载系数，试验时的动载系数， 第四节第四节 起重运输机金属结构的起重运输机金

25、属结构的载荷组合及许用应力载荷组合及许用应力 一、载荷组合一、载荷组合 载荷组合载荷组合基本载荷的组合。基本载荷的组合。载荷组合载荷组合基本载荷基本载荷+ +附加载荷。附加载荷。载荷组合载荷组合基本载荷基本载荷+ +特殊载荷；特殊载荷； 或基本载荷或基本载荷+ +附加载荷附加载荷+ +特殊载荷。特殊载荷。 上述三类载荷组合列于表上述三类载荷组合列于表3-143-14。 表表3-14 3-14 载荷与载荷组合载荷与载荷组合1. 载荷组合载荷组合只考虑只考虑基本载荷基本载荷的载荷组合；的载荷组合； 用于计算结构的疲劳强度。用于计算结构的疲劳强度。a ( 1PG、 2PQ、PH1) b( 4PG、

26、4PQ、PH1) c(PG、PQ、PH2)d( 1PG、 3PQ、PH1)2载荷组合载荷组合考虑考虑基本载荷基本载荷和和附加载荷附加载荷 同时作用的情况。同时作用的情况。 该组合用于计算结构的强度及稳定性。该组合用于计算结构的强度及稳定性。 a 1PG、 2PQ、PH2、PW,i c 1PG、 3PQ、PH2、PW,i b 4PG、 4PQ、PH2、PW,i、PS3. .载荷组合载荷组合考虑考虑基本载荷基本载荷与与特殊载荷特殊载荷同时同时作用，或作用，或基本载荷基本载荷、附加载荷附加载荷和和特殊载荷特殊载荷同时作同时作用的情况。用的情况。 该组合用于验算结构的强度、弹性稳定性和该组合用于验算结

27、构的强度、弹性稳定性和整机的抗倾覆稳定性。整机的抗倾覆稳定性。 各类起重机金属结构的载荷组合根据工况，参照表各类起重机金属结构的载荷组合根据工况，参照表3-14确定。确定。表表3-15为龙门起重机金属结构载荷组合推荐表。为龙门起重机金属结构载荷组合推荐表。 1结构件材料的许用应力结构件材料的许用应力 基本许用应力基本许用应力 当当 时，时，当当 时，时，式中式中 、 与载荷组合与载荷组合、对应的基本许对应的基本许用应力、安全系数。见表用应力、安全系数。见表3-16。7 . 0bsisin7 . 0bsibsin35. 05 . 0i=、iin二、许用应力二、许用应力表3-16 安全系数和许用应

28、力 剪切许用应力和端面承压许用应力剪切许用应力和端面承压许用应力 剪切许用应力：剪切许用应力：端面承压许用应力：端面承压许用应力：2连接材料的许用应力连接材料的许用应力 焊缝许用应力焊缝许用应力 焊缝的许用应力见第四章。焊缝的许用应力见第四章。 铆钉、螺栓和销轴连接的许用应力铆钉、螺栓和销轴连接的许用应力 铆钉、螺栓、销轴连接的许用应力见表铆钉、螺栓、销轴连接的许用应力见表3-17。 3iiiicd 5 . 1i=、第五节 设计计算方法 一、现代设计方法简介 用于起重机金属结构的现代设计方法主要有：有限元方法优化设计可靠性设计 现代设计计算方法显著的特点是采用电子计算机这一先进手段，而计算手段

29、的现代化又促进了设计计算理论的重大发展。 许用应力计算法 极限状态计算法许用应力法的设计准则许用应力法的设计准则： 结构在荷载组合作用下所求得的计算应力不大于材料的许用应力，该计算方法用一个安全系数综合考虑材料、荷载等诸多因素。 极限状态法的设计准则极限状态法的设计准则: 按各种荷载的设计值组合算得的结构内力总和不超过按材料设计强度算得的结构设计抗力。该方法采用分项系数的设计表达式，在这些分项系数中分别与荷载情况、材料性能、结构的重要性等因素有关。二、金属结构设计计算理论两种计算方法的特点：两种计算方法的特点： 许用应力计算法 许用应力法采用统一的安全系数,具有概念明确、使用方便、易于掌握、简

30、单易行等优点,是目前起重机金属结构仍然采用的计算方法，但安全系数取为定值是其不足之处。 极限状态计算法 极限状态法以概率论为基础，用各分项系数考虑实际结构的载荷、材料的质量和制造质量等的随机性，计算精度高，能更真实地描述和反映结构的有效性，保证结构的可靠性。 许用应力法计算强度的表达式为：许用应力法计算强度的表达式为：四、按许用应力法计算结构的疲劳强度四、按许用应力法计算结构的疲劳强度 疲劳破坏是指结构在交变应力作用下所发生的断裂破坏。疲劳破坏是指结构在交变应力作用下所发生的断裂破坏。 起重机设计规范规定，对于工作级别起重机设计规范规定，对于工作级别A6A6级的结构件级的结构件应验算疲劳强度。

31、应验算疲劳强度。 imaximax疲劳破坏除与材料本身的品质、构件几何参数等有关外疲劳破坏除与材料本身的品质、构件几何参数等有关外,主要取决于主要取决于应力循环特性应力循环特性r和和应力循环次数。应力循环次数。三、按许用应力法计算结构的强度三、按许用应力法计算结构的强度 图图3-11 交变应力循环形式交变应力循环形式 应力循环特性应力循环特性maxminr 图3-12 材料疲劳试验曲线 -121061应力循环特性应力循环特性r的计算的计算 构件（或连接）只承受正应力时构件（或连接）只承受正应力时: : 构件（或连接）只承受剪应力时构件（或连接）只承受剪应力时: : 构件（或连接）同时承受正应力

32、和剪应力时构件（或连接）同时承受正应力和剪应力时: : maxminrmaxminrmaxminmaxminmaxminxyxyxyyyyxxxrrr2 2疲劳许用应力计算疲劳许用应力计算 n11 疲劳许用应力基本值疲劳许用应力基本值： -1-1 由材料、结构工作级别、应力集中情况由材料、结构工作级别、应力集中情况等级确定等级确定, ,见表见表3-233-23。( (n安全系数安全系数) )表表3-23 Q2353-23 Q235和和16Mn16Mn钢的疲劳许用应力基本值钢的疲劳许用应力基本值 对非焊接件对非焊接件, , 分为分为WW0 0、WW1 1、WW2 2三个等级；三个等级；对焊接件，

33、分为对焊接件，分为k k0 0、k k1 1、k k2 2、k k3 3和和k k4 4五个等级。五个等级。应力集中情况等级（见表应力集中情况等级（见表3-223-22）：）：表表3-22 非对称循环的疲劳许用应力非对称循环的疲劳许用应力 r r 以以 -1-1 为基准，为基准，按下列公式换算：按下列公式换算： 0rrrt67. 0167. 11rrc1210rrbrt)45.01 (167.111rbrc)45. 01 (1 211拉伸拉伸拉伸拉伸压缩压缩压缩压缩(3-58)(3-60)(3-61)(3-59) 剪切疲劳许用应力为剪切疲劳许用应力为: : 30Wrtrt20Krtrt结构件结

34、构件焊接件焊接件(3-63)(3-62)0Wrt0Krt与应力集中等级与应力集中等级W0相对应的疲劳许用应力相对应的疲劳许用应力;与应力集中等级与应力集中等级K0相对应的疲劳许用应力。相对应的疲劳许用应力。 maxrmaxr1 . 12maxmaxmax2max2maxrxyxyryrxyxryyrxx(3-64)(3-65)(3-66)构件（或连接）只承受剪应力作用时构件（或连接）只承受剪应力作用时:构件（或连接）同时承受正应力和剪应力作用时构件（或连接）同时承受正应力和剪应力作用时:构件（或连接）只承受正应力作用时构件（或连接）只承受正应力作用时: 3 3结构疲劳强度计算结构疲劳强度计算按

35、载荷组合按载荷组合计算结构危险截面危险点的最大计算计算结构危险截面危险点的最大计算应力应力maxmax( (maxmax或或xmaxxmax、ymaxymax、xymaxxymax) )和最小计算和最小计算应力应力minmin( (minmin或或xminxmin、yminymin、xyminxymin) )；根据结构工作级别和应力集中情况由表根据结构工作级别和应力集中情况由表3-233-23查出疲查出疲劳许用应力基本值劳许用应力基本值 -1-1 ；算出计算点的应力循环特性算出计算点的应力循环特性r r ( (或或r rx x、r ry y、r rxyxy) )；根据式根据式(3-58)(3-

36、58)(3-61),(3-61),计算疲劳许用应力计算疲劳许用应力 r r ；根据式根据式(3-64)(3-66)，验算疲劳强度。，验算疲劳强度。 4 4疲劳强度验算步骤疲劳强度验算步骤1 1静态刚度静态刚度式中式中 Y YL L结构许用静位移，见表结构许用静位移，见表3-243-24。 Y YL L额定载荷位于规定位置时结构的静位移额定载荷位于规定位置时结构的静位移, , 见表见表3-253-25。LLYY (3-67)五、结构刚度计算五、结构刚度计算 式中式中 f f满载自振频率许用值，见表满载自振频率许用值，见表3-243-24。 f f 满载自振频率，计算方法如下：满载自振频率，计算方

37、法如下：桥式类型起重机，当满载小车位于跨中桥式类型起重机，当满载小车位于跨中: : 门座起重机和轮式起重机门座起重机和轮式起重机: : ff )1)(2101ygf05Lyf(3-68)(3-69)(3-70)2 2动态刚度动态刚度轴心受压构件的整体稳定性条件为：轴心受压构件的整体稳定性条件为： 受弯构件整体稳定性条件为：受弯构件整体稳定性条件为：受弯构件局部稳定性条件为：受弯构件局部稳定性条件为：式中式中 轴心受压构件的稳定系数轴心受压构件的稳定系数, ,查表查表3-263-26a a和表和表3-263-26b b； w受弯构件侧向屈曲稳定系数，见第六章；受弯构件侧向屈曲稳定系数，见第六章；

38、 maxmax按第按第IIII类载荷组合计算的最大应力；类载荷组合计算的最大应力； 第第IIII类载荷组合强度许用应力，查表类载荷组合强度许用应力，查表3-163-16； crcr板的局部稳定许用应力，见第六章。板的局部稳定许用应力，见第六章。 IImaxIImaxwcrr六、结构稳定性计算六、结构稳定性计算第三章 作业3-1 动载系数1、2、3、4的物理意义是什么？如何确定？3-2 起重机金属结构上的载荷是如何分类的？各类载荷中又包括哪些载荷？载荷组合的原则是什么？3-3 已知某L型门式起重机的部分参数如下：起重量mQ=10t,吊钩质量m0=0.25t，小车质量mxc=4.1t，桥架质量mG=16.48t，跨度L=22m，悬臂长=6m，起升高度H=10m，大车运行速度vdc=0.833m/s,小车运行速度vxc=0.633m/s，起升速度vs=0.2m/s，试计算起升冲击系数1、运行冲击系数4及小车在跨中时的起升载荷动载系数2。 3-4 校核图3-13所示主梁截面A（翼缘板上缘）、截面C（翼缘焊缝处）的疲劳强度。 已知：主梁材料Q235，工作级别A6，小车轮压R = 50kN，不计自重及水平载荷。 图3-13 习题3-4用图