第30讲吊车梁设计国家级课程课件.pptx

1、国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计单轴对称工字形截面单轴对称工字形截面吊车额定起重量吊车额定起重量 Q30t；跨度跨度 L 6m；工作级别工作级别 A1 A5级。级。吊车梁的截面组成吊车梁的截面组成:国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计带制动梁的吊车梁带制动梁的吊车梁:竖向荷载竖向荷载P 吊车梁吊车梁横向水平荷载横向水平荷载T 制动梁制动梁 吊车梁上翼缘吊车梁上翼缘制动梁制动梁 制动板制动板 槽钢槽钢制动梁的宽度：制动梁的宽度：1200mm1200mm；国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计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P P 吊车梁

2、吊车梁横向水平荷载横向水平荷载T T 制动桁架制动桁架L 12m(A6A8)或或L 18m(A1A5)对边列柱吊车梁，应增设辅助桁架、对边列柱吊车梁，应增设辅助桁架、水平支撑和垂直支撑。水平支撑和垂直支撑。吊车梁上翼缘吊车梁上翼缘制动桁架制动桁架 角钢腹杆角钢腹杆 双角钢翼缘双角钢翼缘制动桁架的宽度：制动桁架的宽度：1200mm1200mm；国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计吊车梁制动桁架国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计制动梁制动桁架国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计吊车梁的荷载内力分析吊车梁的荷载内力分析竖向荷载竖向荷载:PPP纵向水平荷载纵向水平

3、荷载:T Tc cTcTcTT横向水平荷载横向水平荷载:T吊车荷载的传递路径吊车荷载的传递路径吊车梁为双向受弯构件吊车梁为双向受弯构件国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计(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:max1,max1.4kPPPk,max吊车最大轮压标准值。吊车最大轮压标准值。1-动力系数动力系数 悬挂吊车及工作级别为悬挂吊车及工作级别为A1A5的软钩吊车取的软钩吊车取1.05；工作级别为工作级别为A6A8的软钩吊车的软钩吊车 硬钩吊车硬钩吊车 1.1 其它特种吊车其它特种吊车1.1.计

4、算吊车梁时考虑的荷载计算吊车梁时考虑的荷载国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计(2)(2)吊车横向水平荷载吊车横向水平荷载依建筑结构荷载规范依建筑结构荷载规范(GB50009)的规定，的规定，作用于作用于每个轮压处每个轮压处的横向水平力的横向水平力设计值设计值：1.4()/HTQgnQ，g吊车额定起重量，小车重量，近似取吊车额定起重量，小车重量，近似取0.3Q；n-桥式吊车的总轮数。桥式吊车的总轮数。H吊车横向荷载系数吊车横向荷载系数 软钩吊车：软钩吊车：Q10t,H=0.12 15tQ50t,H=0.10 Q75t,H=0.08 硬钩吊车：硬钩吊车：H=0.2国家级精品课程国家级

5、精品课程钢结构设计钢结构设计 吊车工作级别为吊车工作级别为A6 A8时，吊车运行时时，吊车运行时摆动摆动 引起的水平力比引起的水平力比刹车更为不利刹车更为不利,钢结构设计规范钢结构设计规范(GB50017)规定：吊车横向水平力规定：吊车横向水平力设计值：设计值：H2,maxT1.4kP 0.1 软钩吊车软钩吊车 2=0.15 抓斗或磁盘吊车抓斗或磁盘吊车 0.2 硬钩吊车硬钩吊车Pk,max吊车最大轮压标准值吊车最大轮压标准值横向水平力横向水平力TH仅在计算工作级别为仅在计算工作级别为A6A8级的吊车梁（吊级的吊车梁（吊车桁架）及其制动结构的强度、稳定性和连接强度时考虑，车桁架）及其制动结构的

6、强度、稳定性和连接强度时考虑，且不与小车刹车引起的横向水平力且不与小车刹车引起的横向水平力T同时考虑。同时考虑。国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计(3)(3)吊车纵向水平荷载吊车纵向水平荷载,max,max1.4 0.10.14LkkTPP每个制动轮的纵向水平荷载设计值为：每个制动轮的纵向水平荷载设计值为：国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计2.2.内力分析内力分析按结构力学中的影响线方法确定使吊车梁产生最大内力按结构力学中的影响线方法确定使吊车梁产生最大内力（弯矩和剪力）的吊车轮压所在位置（最不利轮位），（弯矩和剪力）的吊车轮压所在位置（最不利轮位），然后分别计算吊

7、车梁的最大弯矩和剪力。然后分别计算吊车梁的最大弯矩和剪力。两个轮压作用下吊车梁的最不利轮位两个轮压作用下吊车梁的最不利轮位 最大弯矩点最大弯矩点 国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计三个轮压作用下吊车梁的最不利轮位三个轮压作用下吊车梁的最不利轮位 四个轮压作用下吊车梁的最不利轮位四个轮压作用下吊车梁的最不利轮位 国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计采用制动桁架时，可以通过一般桁架内力分析方法求出采用制动桁架时，可以通过一般桁架内力分析方法求出各杆的轴向力各杆的轴向力N N1 1。上弦杆节间局部弯矩：上弦杆节间局部弯矩：3THMT d 国家级精品课程国家级精品课程钢结构设

8、计钢结构设计l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1yxnxnyMMfWW受拉区：受拉区：fWMnxx2Wny吊车梁上翼缘截面对吊车梁上翼缘截面对y轴的净截面抵抗矩。轴的净截面抵抗矩。吊车梁的截面验算吊车梁的截面验算1.1.强度验算强度验算A国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计l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fWMWMnyynxx1Wny1制动梁截面对其形心轴制动梁截面对其形心轴y1的净截面抵抗矩。的净截面抵抗矩。国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计l带制动桁架的吊车梁带制动桁架的吊车梁fANWMWMnnyy

9、nxx1A点最不利点最不利 局部弯矩局部弯矩：My=Td/3轴力轴力 N1=My/b1My横向水平荷载产生的最横向水平荷载产生的最大弯矩设计值。大弯矩设计值。An吊车梁上翼缘及腹板吊车梁上翼缘及腹板 15tw 的净截面面积之和。的净截面面积之和。国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计l剪应力验算：剪应力验算：xvxwVSfI tl腹板局部压应力：腹板局部压应力：1,maxQkcz wPfl t222zs13ccf22zs13fl折算应力：折算应力：轮压影响范围内：轮压影响范围内：轮压影响范围外：轮压影响范围外：、c c和和 均为梁上同一点在同一轮位下的应力。均为梁上同一点在同一轮位下

10、的应力。应力分布不均匀系数应力分布不均匀系数;1系数，当系数，当 与与 c异号时，取异号时，取 1=1.2；当；当 与与 c同号或同号或 c=0时，取时，取 1=1.1 国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体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，不需验算稳定得到保证，不需验算。加强上翼缘的吊车梁，。加强上翼缘的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。应按下式验算其整体稳定。fWMWMyyxbx b-依梁在最大刚度平面内弯曲所确定的整体稳定系数。依梁在最大刚度平面内弯曲所确定的整体稳定系数。Wx吊车梁截面对吊车梁截面对x轴的毛截面

11、模量；轴的毛截面模量；Wy吊车梁截面对吊车梁截面对y轴的毛截面模量。轴的毛截面模量。2.2.整体稳定验算整体稳定验算国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计3.3.刚度验算刚度验算 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。u竖向挠度：竖向挠度：102vEIlMvxkxu水平挠度水平挠度:(重级工作制吊车梁）重级工作制吊车梁）22001012lEIlMuyky国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计Mkx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,Mky跨内跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载

12、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，Iy1制动结构截面对形心轴制动结构截面对形心轴y1的毛截面惯性矩。的毛截面惯性矩。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，Iyl乘以乘以0.7的折减系的折减系数。数。国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计4.4.疲劳验算疲劳验算:构造措施：构造措施：应采用塑性和冲击韧性好的钢材；应采用塑性和冲击韧性好的钢材；尽量避免截面急剧变化而产生过大的应力集中；尽量避免截面急剧变化而产生过大的应力集中；避免冷弯、冷压等冷加工，凡冲成孔应进行避免冷弯、冷压等冷加工，凡冲成孔应进行扩钻

13、扩钻，以消除，以消除 孔边孔边 的硬化区；的硬化区；对重级工作制吊车梁的受拉翼缘边缘，当采用手工气割或对重级工作制吊车梁的受拉翼缘边缘，当采用手工气割或 剪切机切割时，应沿全长剪切机切割时，应沿全长刨边刨边，消除硬化边缘和表面不平，消除硬化边缘和表面不平 现象。现象。国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计A6A8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国家级精品课程国家级精品课程钢

14、结构设计钢结构设计 应力幅，应力幅，=max-min；循环次数循环次数n=2106次时的次时的 容许应力幅，容许应力幅，按表按表3-13取用；取用；f 欠载效应的等效系数。欠载效应的等效系数。f采用一台起重量最大吊车的采用一台起重量最大吊车的荷载标准值荷载标准值，不计动，不计动力系数，按常幅疲劳问题计算。力系数，按常幅疲劳问题计算。验算方法：验算方法：国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计吊车梁的连接吊车梁的连接1.1.吊车梁上翼缘与吊车梁上翼缘与柱的连接柱的连接2.2.吊车梁上翼缘与制动结构连接：吊车梁上翼缘与制动结构连接：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

15、方便。施工方便。板铰连接板铰连接 保证吊车梁为简保证吊车梁为简支支作用：有效传递横向水平力。作用：有效传递横向水平力。高强度螺栓连接；高强度螺栓连接；焊缝连接；焊缝连接；国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计(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：柱受到吊车竖向荷载引起的较大扭矩作用缺点：柱受到吊车竖向荷载引起的较大扭矩作用。eRReRMT)21(传力板传力板3.3.简支吊车梁支座：简支吊车梁支座：国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计(b)(b)突缘支座突缘支座支座加劲肋支座加劲肋弹簧板弹簧板优点吊车梁支反力间距优点吊车梁支反力间距e e较小，柱受到吊车较小的框架平较小，柱受到吊车较小的框架平面外玩具的作用。面外玩具的作用。国家级精品课程国家级精品课程钢结构设计钢结构设计吊车梁设计吊车梁设计小结小结v 掌握吊车荷载的计算和传递路径；掌握吊车荷载的计算和传递路径；v 了解吊车梁的截面组成；了解吊车梁的截面组成；v 了解吊车梁与吊车梁、牛腿的连接构造；了解吊车梁与吊车梁、牛腿的连接构造；v 掌握吊车梁的截面验算掌握吊车梁的截面验算。