吊車梁設(shè)計(jì)課件

§3.4吊車梁設(shè)計(jì)(DesignofCranegirder)起重機(jī)的工作級別

是按起重機(jī)利用等級和載荷狀態(tài)劃分，是表明起重機(jī)工作繁重程度的參數(shù)。工作制等級

輕級

中級

重級

特重級

工作級別A1～A3A4,A5A6,A7A8吊車的工作制等級與工作級別的對應(yīng)關(guān)系§3.4吊車梁設(shè)計(jì)(DesignofCranegi1格構(gòu)柱吊車梁

主要承受吊車豎向及水平荷載，并將這些荷載傳到橫向框架和縱向框架上。何為吊車梁？格構(gòu)柱吊車梁主要承受吊車豎向及水平荷載，并2

按支撐情況分簡支梁——應(yīng)用最廣。連續(xù)梁——經(jīng)濟(jì)，受柱的不均勻沉降影響明顯，很少使用。簡支梁連續(xù)梁吊車梁的類型按支撐情況分簡支梁——應(yīng)用最廣。連續(xù)梁——經(jīng)濟(jì)，受柱的不均3

按結(jié)構(gòu)體系分實(shí)腹式焊接組合梁——應(yīng)用較廣型鋼梁——適用于跨度6m，起重量≤10t的情況。下?lián)问借旒苁较聯(lián)问健娩摿可?，制造費(fèi)工。適用于跨度6m，起重量≤

5t桁架式——用鋼量少，制造費(fèi)工。適用于跨度≥18m，起重量≤

75t桁架按結(jié)構(gòu)體系分實(shí)腹式焊接組合梁——應(yīng)用較廣型鋼梁——適用于跨42.7.1吊車梁系統(tǒng)的組成吊車梁系統(tǒng)：吊車梁（吊車桁架）制動結(jié)構(gòu)制動梁制動桁架吊車梁制動梁加勁肋吊車梁制動桁架水平支撐輔助桁架垂直支撐2.7.1吊車梁系統(tǒng)的組成吊車梁系統(tǒng)：吊車梁（吊車桁架）5制動結(jié)構(gòu)的作用：承受橫向水平力側(cè)向支承上翼緣，保證吊車梁的整體穩(wěn)定制動梁可兼作檢修平臺制動結(jié)構(gòu)的作用：承受橫向水平力6吊車梁設(shè)計(jì)ppt課件7制動桁架吊車梁制動桁架吊車梁8正在建設(shè)的門式剛架工程實(shí)例山墻抗風(fēng)柱吊車梁天窗架正在建設(shè)的門式剛架工程實(shí)例山墻抗風(fēng)柱吊車梁天窗架9吊車梁設(shè)計(jì)ppt課件10

單軸對稱工字形截面(加強(qiáng)上翼緣）Q≤30t，L≤6m，A1

～

A5級適用范圍：單軸對稱工字形截面(加強(qiáng)上翼緣）Q≤30t，L≤6m，11

帶制動梁的吊車梁橫向水平荷載吊車梁制動梁受力情況：適用范圍：制動梁吊車梁上翼緣制動板槽鋼豎向荷載制動梁寬度：1200mm帶制動梁的吊車梁橫向水平荷載吊車梁制動梁受力情況：適用范圍12

帶制動桁架的吊車梁豎向荷載橫向水平荷載吊車梁制動桁架當(dāng)L≥12m(A6～A8)L≥18m(A1～A5)對邊列柱增設(shè)輔助桁架、水平支撐和垂直支撐。受力情況：適用范圍：制動桁架吊車梁上翼緣角鋼腹桿雙角鋼制動寬度：>1200mm帶制動桁架的吊車梁豎向荷載橫向水平荷載吊車梁制動桁架當(dāng)L≥13吊車梁設(shè)計(jì)ppt課件14吊車梁設(shè)計(jì)ppt課件153.4.3吊車梁的荷載計(jì)算和內(nèi)力分析豎向荷載FFFTLTLTT橫向水平荷載（剎車力及卡軌力）:

T縱向水平荷載（剎車力）TL→傳遞給柱間支撐，不影響吊車梁FFTL3.4.3吊車梁的荷載計(jì)算和內(nèi)力分析豎向荷載FFFTL161、吊車梁的荷載式中：α1——動力系數(shù)，

對懸掛吊車及A1~A5的軟鉤吊車，取1.05，

對A6~A8的軟鉤吊車

硬鉤吊車其他特種吊車；

γQ——可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.4；

Pk，max——吊車每個車輪的最大輪壓，查吊車資料1）吊車豎向荷載，設(shè)計(jì)值取1.11、吊車梁的荷載式中：α1——動力系數(shù)，1）吊車豎向荷載172）吊車橫向水平荷載小車沿橋架移動時(shí)因剎車引起的制動力：式中：——系數(shù)；

γQ——可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.4；

當(dāng)Q≤10t時(shí)，=0.12;當(dāng)Q≤15~50t時(shí)，=0.1;當(dāng)Q≥75t時(shí)，ξ=0.08;軟鉤吊車硬鉤吊車=0.2

橫向水平荷載考慮兩個方向的剎車情況。

Q——吊車額定起重量；

Q1——小車重量；

n——橋式吊車的總輪數(shù)；2）吊車橫向水平荷載小車沿橋架移動時(shí)因剎車引起的制動力：式中18

對于A6~A8級吊車，應(yīng)考慮由吊車擺動引起的橫向水平力，不與小車沿橋架移動時(shí)因剎車引起的制動力同時(shí)考慮。α2—系數(shù)，軟鉤吊車0.1

抓斗吊車0.15

硬鉤吊車0.2注意：對于A6~A8級吊車，應(yīng)考慮由吊車擺動引起的橫向水平193）吊車縱向水平荷載吊車橋架沿吊車梁運(yùn)行時(shí)因制動引起的制動力：式中:

γQ─可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.4；

Tk1─吊車每個制動輪的縱向水平制動力，取0.1Pk,max4）其他荷載自重：吊車梁和制動結(jié)構(gòu)、支撐等重量，可通過乘系數(shù)來考慮表3.9。

3）吊車縱向水平荷載吊車橋架沿吊車梁運(yùn)行時(shí)因制動引起的制動力20

豎向荷載全部由吊車梁主體承受橫向水平荷載由制動梁、制動桁架承受（含吊車梁上翼緣）縱向水平荷載由吊車梁與柱的連接及柱間支撐承受，梁偏壓不計(jì)。吊車梁截面部件受力：豎向荷載全部由吊車梁主體承受吊車梁截面部件受力：21計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算力吊車臺數(shù)組合輕、中級吊車重級吊車吊車梁及制動結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定按實(shí)際情況，不多于兩臺輪壓處腹板局部壓應(yīng)力、腹板局部穩(wěn)定不多于兩臺吊車梁和制動結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度—一臺最大吊車吊車梁的豎向撓度一臺最大吊車計(jì)算力及吊車臺總數(shù)組合表取大者計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算力吊車臺數(shù)組合輕、中級吊車重級吊車吊車梁及制動結(jié)22計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算力吊車臺數(shù)組合輕、中級吊車重級吊車制動結(jié)構(gòu)的水平撓度—一臺最大吊車梁上翼緣、制動結(jié)構(gòu)與柱的連接按實(shí)際情況，不多于兩臺柱間支撐處吊車下翼緣與柱的連接

按實(shí)際情況，不多于兩臺計(jì)算力及吊車臺總數(shù)組合表取大者計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算力吊車臺數(shù)組合輕、中級吊車重級吊車制動結(jié)構(gòu)的水平232.7.3吊車梁的內(nèi)力計(jì)算吊車荷載為移動荷載確定最不利輪壓位置計(jì)算最大內(nèi)力采用影響線法

根據(jù)影響線法，計(jì)算彎矩時(shí)的吊車的最不利輪距布置為：輪子的排列位置應(yīng)使所有梁上輪壓的合力作用線與最近一個輪子間的距離被梁中心線平分，且此輪壓所在位置即為為最大豎向彎矩的截面位置。2.7.3吊車梁的內(nèi)力計(jì)算吊車荷載為移動荷載確定最不利輪壓24計(jì)算彎矩時(shí)的計(jì)算簡圖計(jì)算剪力時(shí)的計(jì)算簡圖計(jì)算彎矩時(shí)的計(jì)算簡圖計(jì)算剪力時(shí)的計(jì)算簡圖25確定絕對最大彎矩:P1

P2…Pk

R…Pnxal-x-aABC2023/7/31

輪子的排列位置應(yīng)使所有梁上輪壓的合力作用線與最近一個輪子間的距離被梁中心線平分，且此輪壓所在位置即為為最大豎向彎矩的截面位置。確定絕對最大彎矩:P1P2…PkR26注意：附加軸力的計(jì)算：用桁架內(nèi)力分析方法計(jì)算制動桁架節(jié)間局部彎矩按以下近似公式：

輕中級工作制吊車：

重級工作制吊車：

當(dāng)?shù)踯嚵翰捎弥苿予旒軙r(shí)，需要計(jì)算附加軸力和局部彎矩。aTHd注意：附加軸力的計(jì)算：用桁架內(nèi)力分析方法計(jì)算制動桁架節(jié)間局部273.4.5焊接實(shí)腹式吊車梁的截面選擇

焊接吊車梁的截面設(shè)計(jì)方法同普通焊接梁，考慮強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定各個方面滿足要求。確定吊車梁的高度建筑高度確定腹板厚度確定翼緣板尺寸3.4.5焊接實(shí)腹式吊車梁的截面選擇焊接吊車梁的28

強(qiáng)度驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算剛度驗(yàn)算疲勞驗(yàn)算截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算291、強(qiáng)度驗(yàn)算MyAMyN1xyxyxxyy15twMyxxy1y1TMxMxMxb1dA1)正應(yīng)力1、強(qiáng)度驗(yàn)算MyAMyN1xyxyxxyy15twMyxxy30加強(qiáng)上翼緣吊車梁受壓區(qū)：

A點(diǎn)最不利受拉區(qū)：W’ny—吊車梁上翼緣截面對

y軸的凈截面抵抗矩。加強(qiáng)上翼緣吊車梁受壓區(qū)：A點(diǎn)最不利受拉區(qū)：W’ny—吊車梁31A點(diǎn)最不利Wny1—制動梁截面對其形心軸y1的凈截面抵抗矩。帶制動梁的吊車梁A點(diǎn)最不利Wny1—制動梁截面對其帶制動梁的吊車梁32帶制動桁架的吊車梁A點(diǎn)最不利An—吊車梁上翼緣及腹板15tw的凈截面面積之和。帶制動桁架的吊車梁A點(diǎn)最不利An—吊車梁上翼緣及腹板15tw33制動結(jié)構(gòu)形式正應(yīng)力σ剪應(yīng)力τ腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力σc腹板計(jì)算高度邊緣的折算應(yīng)力上翼緣處下翼緣處無制動結(jié)構(gòu)一般截面突緣支座處截面重級吊車梁其他吊車梁輪壓影響范圍內(nèi)輪壓影響范圍外制動梁制動桁架制動結(jié)正應(yīng)力σ剪應(yīng)力τ腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力σc腹板計(jì)34F——集中力,對動力荷載應(yīng)考慮動力系數(shù)；——集中荷載增大系數(shù)，重級工作制吊車1.35，其他1.0；lz--集中荷載在腹板計(jì)算高度邊緣的假定分布長度：twh0hyalz=a+5hyaa1twhyhRhylzσclz=a+5hy+2hRlz=a+2.5hy+a1局部壓應(yīng)力F——集中力,對動力荷載應(yīng)考慮動力系數(shù)；——集中荷載增大系352、穩(wěn)定驗(yàn)算

設(shè)有制動結(jié)構(gòu)的吊車梁，其側(cè)向彎曲剛度很大，整體穩(wěn)定得到保證，不需驗(yàn)算。加強(qiáng)上翼緣的吊車梁，應(yīng)按下式驗(yàn)算其整體穩(wěn)定。-依梁在最大剛度平面內(nèi)彎曲所確定的整體穩(wěn)定系數(shù)

GB50017-20172、穩(wěn)定驗(yàn)算設(shè)有制動結(jié)構(gòu)的吊車梁，其側(cè)向彎曲剛度很大36局部穩(wěn)定性驗(yàn)算

根據(jù)腹板高厚比設(shè)置腹板加勁肋。1—支承加勁肋；2—橫向加勁肋；3—縱向加勁肋；4—短加勁肋h(yuǎn)w=h01）翼緣板2）腹板局部穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)腹板高厚比設(shè)置腹板加勁肋。1—支承37

直接承受動力荷載的吊車梁及類似構(gòu)件,或其他不考慮屈曲后強(qiáng)度的組合梁，按以下原則布置腹板加勁肋：②

時(shí)，配置橫向加勁肋,計(jì)算其間距或腹板局部穩(wěn)定性。①

時(shí)，

的梁，宜按構(gòu)造配置橫向加勁肋；的梁，可不配置加勁肋。

（受壓翼緣受到約束）時(shí)，

（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束）時(shí)，

或者計(jì)算需要，應(yīng)在彎矩較大區(qū)格的受壓區(qū)配置縱向加勁肋，局部壓應(yīng)力很大的梁必要時(shí)尚應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋，并均應(yīng)按規(guī)范計(jì)算加勁肋間距或計(jì)算腹板的局部穩(wěn)定性。直接承受動力荷載的吊車梁及類似構(gòu)件,或其他383、剛度驗(yàn)算

按效應(yīng)最大的一臺吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，且不乘動力系數(shù)。吊車梁的豎向撓度：式中：[v]——吊車梁的容許撓度輕級橋式吊車：l/800中級橋式吊車：l/1000重級橋式吊車：l/12003、剛度驗(yàn)算按效應(yīng)最大的一臺吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，且39

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）規(guī)定：對于工作級別為A7、A8吊車的制動結(jié)構(gòu)，計(jì)算其水平撓度，按效應(yīng)最大的一臺吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，且不乘動力系數(shù)。注意：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）規(guī)定：404、疲勞驗(yàn)算

構(gòu)造上：

選用合適的鋼材標(biāo)號和沖擊韌性要求。構(gòu)造細(xì)部選用疲勞強(qiáng)度高的連接形式。

例：對于A6~A8級和起重量Q≥50t的A4，A5級吊車粱，其腹板與上翼緣的連接應(yīng)采用焊透的K形焊縫。4、疲勞驗(yàn)算構(gòu)造上：41

A6～A8級吊車梁和重、中級吊車桁架且循環(huán)次數(shù)≥5×104次，應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算，驗(yàn)算部位：1.受拉翼緣的連接焊縫處12.受拉區(qū)加勁肋端部23.受拉翼緣與支撐連接處的主體金屬34.連接的角焊縫4A6～A8級吊車梁和重、中級吊車桁架且循環(huán)次數(shù)≥5×42

采用一臺起重量最大吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)動力系數(shù)，按常幅疲勞問題計(jì)算。αf

——欠載效應(yīng)的等效系數(shù)Δσ——對焊接部位為應(yīng)力幅，Δσ=σmax-σmin

對非焊接部位折算應(yīng)力幅，Δσ=σmax-0.7σmin

[Δσ]

——循環(huán)次數(shù)n=2×106次時(shí)的容許應(yīng)力幅。式中：循環(huán)次數(shù)n為2×106次的容許應(yīng)力幅（N/mm2

）構(gòu)件和連接類別1234567817614411810390786959

GB50017-2017GB50017-2017有14個分類

采用一臺起重量最大吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)動力系43

【例題】一簡支吊車梁，跨度12m，鋼材Q345，承受兩臺起重量為50／10t，級別A6的橋式吊車，吊車跨度31.5m，吊車最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值及輪距如圖，橫行小車自重Q’為15.4t。吊車粱的截面初步尺寸如圖，為固定吊車軌，在梁上翼緣板上有兩螺栓孔，為了連接下翼緣水平支承，在下翼緣板的右側(cè)有一個螺栓孔，孔徑均d＝24M(M22)。試驗(yàn)算此截面是否滿足要求?！纠}】一簡支吊車梁，跨度12m，鋼材Q345，承受兩臺起44解：1、荷載計(jì)算1)豎向荷載用于撓度計(jì)算：2)橫向水平荷載用于強(qiáng)度、穩(wěn)定性和連接計(jì)算：解：1、荷載計(jì)算1)豎向荷載用于撓度計(jì)算：2)橫向水平荷載用452、內(nèi)力計(jì)算1)兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力豎向輪壓作用：橫向水平力作用：用于承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算：2、內(nèi)力計(jì)算1)兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力豎向輪壓作用：橫向水462)一臺吊車荷載作用下的內(nèi)力豎向輪壓作用：橫向水平力作用：吊車梁的內(nèi)力匯總表用于橫向撓度計(jì)算