2.4 吊车梁的设计 吊车梁的荷载 吊车梁的截面组成 吊车梁的连接 吊车梁截面的验算 2.4.1 吊车梁的荷载 竖向荷载: 竖向荷载: P 横向水平荷载: 横向水平荷载: T 纵向水平荷载: 纵向水平荷载: Tc 吊车荷载的传递路径 P T Tc P T Tc (1)吊车竖向荷载(最大轮压) (1)吊车竖向荷载(最大轮压) 吊车竖向荷载 作用在吊车梁上的最大轮压设计值: 作用在吊车梁上的最大轮压设计值: 设计值 Pmax = 1.4αPk ,max Pk,max—吊车最大轮压标准值,查吊车手册。 吊车最大轮压标准值,查吊车手册。 α--动力系数 --动力系数 (2)吊车横向水平力 (2)吊车横向水平力 50009)的规定 的规定, 依《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的规定, 建筑结构荷载规范》 作用于每个轮压处的水平力设计值 每个轮压处的水平力设计值: 作用于每个轮压处的水平力设计值: T = 1.4 gξ (Q + Q ) / n ' 吊车额 Q —吊车额定起重量 吊车 --小车重量 Q’--小车重量 ---桥 n --桥式吊车的总轮数 g —重力加速度 重 吊车工作级别为A6 A8时 吊车运行时摆动 吊车工作级别为A6 ~ A8时,吊车运行时摆动 引起的水平力比刹车更为不利,钢结构设计 引起的水平力比刹车更为不利, 规范(GB50017)规定:吊车横向水平力标准值 (GB50017)规定 规范(GB50017)规定:吊车横向水平力标准值: TK = α1Pk ,max 0.1 α1= 软钩吊车 0.15 抓斗或磁盘吊车 0.2 硬钩吊车 2.4.2 吊车梁的截面组成 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.单轴对称工字形截面: 1.单轴对称工字形截面: 单轴对称工字形截面 30t, 6m, Q≤ 30t,L≤ 6m, A 1 ~ A 5级 2.带制动梁的吊车梁: 2.带制动梁的吊车梁: 带制动梁的吊车梁 竖向荷载 横向水平荷载 吊车梁 制动桁架 3.带制动桁架的吊车梁: 3.带制动桁架的吊车梁: 带制动桁架的吊车梁 竖向荷载 横向水平荷载 吊车梁 制动桁架 L≥12m(A6~A8) L≥12m(A6~ L≥18m(A1~ L≥18m(A1~A5) 增设辅助桁架、 增设辅助桁架、水平支撑 和垂直支撑。 制动桁架 吊车梁 2.4.3 吊车梁的连接 1.吊车梁上翼缘 1.吊车梁上翼缘 与柱的连接 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。 板铰连接 保证吊车梁为简支 2.吊车梁上翼缘与 2.吊车梁上翼缘与 制动结构连接: 制动结构连接: 3.吊车梁支座: 3.吊车梁支座: 吊车梁支座 1)简支吊车梁支座: 简支吊车梁支座: (a)平板支座 (a)平板支座 (b)凸缘支座 (b)凸缘支座 2)连续吊车梁支座: 连续吊车梁支座: (a)平板支座 (a)平板支座 ①支座加劲肋 ②支座垫板: 支座垫板: 厚度t≥16mm 厚度t≥16mm ③传力板 ④缺点: 缺点: 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。 M T = R × e = ( R1 R2) × e (b)凸缘支座 (b)凸缘支座 ①支座加劲肋 ②弹簧板 ③优点: 优点: e较小,柱受到吊车 较小, 较小的扭矩作用。 较小的扭矩作用。 2.4.4 吊车梁的截面验算 强度验算 整体稳定验算 刚度验算 疲劳验算 2.4.4.1强度计算 2.4.4.1强度计算 1.加强上翼缘吊车梁 1.加强上翼缘吊车梁 受压区: 受压区: A点最不利 Mx My σ= + ' ≤f Wnx Wny 受拉区: 受拉区: Mx σ= ≤f Wnx2 W’ny—吊车梁上翼缘截面对 吊车梁上翼缘截面对 轴的净截面抵抗矩。 y轴的净截面抵抗矩。 2.带制动梁的吊车梁 2.带制动梁的吊车梁 A点最不利 Mx My σ= + ' ≤f Wnx Wny1 W’ny1—制动梁截面对其 制动梁截面对其 形心轴y 的净截面抵抗矩。 形心轴y1的净截面抵抗矩。 3.带制动桁架的吊车梁 3.带制动桁架的吊车梁 轴力 N1=My/b1 My—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 局部弯矩 M’y=Td/3 A点最不利 Mx N1 σ= + ' + ≤f Wnx Wny An ' My 吊车梁上翼缘及腹板15t 的净截面面积之和。 An—吊车梁上翼缘及腹板15tw的净截面面积之和。 吊车梁上翼缘及腹板 2.4.4.2整体稳定验算 2.4.4.2整体稳定验算 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。加强上翼缘 整体稳定得到保证,不需验算。 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。 Mx My σ= + ≤f bWx Wy -依梁在最大刚度平面内弯 曲所确定的整体稳定系数 2.4.4.3刚度验算 2.4.4.3刚度验算 按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算, 按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算,且不乘 荷载标准值计算 动力系数。 动力系数。 竖向挠度: 竖向挠度: M kxl v= ≤ [v] 10EI x l ≤ u= 10EI y1 2200 M kyl 2 2 水平挠度: 水平挠度: 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, 竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩 跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载 Mky—跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载 跨内 作用下所产生的最大弯矩, 标准值作用下所产生的最大弯矩 标准值作用下所产生的最大弯矩, 制动结构截面对形心轴Y Iy1——制动结构截面对形心轴Y1的毛截面惯性 制动结构截面对形心轴 矩。 对制动桁架应考虑腹杆变形的影响, 乘以0.7 对制动桁架应考虑腹杆变形的影响,Iyl乘以0.7 腹杆变形的影响 的折减系数。 的折减系数。 2.4.4.4疲劳验算 2.4.4.4疲劳验算 构造上: 构造上: 选用合适的钢材标 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 形式。 形式。 对于A ~A8级和起重量Q≥50t Q≥50 例:对于A6~A8级和起重量Q≥50t 级吊车粱, 的 A4 , A5 级吊车粱 , 其腹板与上 翼缘的连接应采用焊透的K 翼缘的连接应采用焊透的 K 形焊 缝。 A6~A8级吊车梁应进行疲劳验算 A6~A8级吊车梁应进行疲劳验算 1.受拉翼缘的连接焊缝处 1.受拉翼缘的连接焊缝处 4 2.受拉区加劲肋端部 2.受拉区加劲肋端部 3.受拉翼缘与支撑连接处 3.受拉翼缘与支撑连接处 的主体金属 4.连接的角焊缝 4.连接的角焊缝 2 1 3 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。 αfΔσ≤[Δσ] Δσ—应力幅, Δσ—应力幅,Δσ=σmax-σmin; 应力幅 [Δσ]—循环次数n=2× [Δσ] 循环次数n=2×106次时的容许应 循环次数n=2 力幅,按表2 11取用; 力幅,按表2-11取用; 取用 αf —欠载效应的等效系数 欠载效应的等效系数