華北水利水電大學(xué)機(jī)械學(xué)院起重專業(yè)吊車梁課程設(shè)計(jì)

1、一、吊車梁資料:吊車臺(tái)數(shù)/起 重量級別/鉤別吊車跨 度吊車總 量小車重最大輪 壓吊車梁跨 度材 料軌道型號2 臺(tái)/16tA5/軟鉤25.5m21.450t2.991t147kN6mQ34543kg/m二、內(nèi)力計(jì)算：(1)吊車荷載計(jì)算：Yqn動(dòng)力系數(shù):=1.05,吊車載荷的分項(xiàng)系數(shù) Q=1.4,豎向荷載增大系數(shù) =1.03,當(dāng)額 定起重量為16-50噸時(shí)，取a1 = 1.04m, a2 =旦=0.26m4Z P（丄-a?）2M max2557.00KN .m 最大彎矩處相應(yīng)的剪力為：為P（£ -處） 屮2= 203.28KN =0.1,則吊車荷載的設(shè)計(jì)值為：豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值：PkmaP

2、max = 1.03 147 -151.41KN豎向荷載設(shè)計(jì)值：P = oHQPkmax = 1.05 X1.4沃151.41= 222.57KN橫向荷載標(biāo)準(zhǔn)值:2n1橫向荷載設(shè)計(jì)值:=0 仆（16+ 2.991尸 9.8二 4.65KNH 二 qT 1.4 4.65= 6.51KN（2）各項(xiàng)內(nèi)力計(jì)算：計(jì)算項(xiàng)目簡圖內(nèi)力最大彎矩M max支座最大剪力V maxPL 1pP 1«n -1V max = E bi衛(wèi) + P = 405.08KN .彳li = 1由水平載何產(chǎn)生的最大彎矩：M H max = ¥ M max = 16.29 KN .m三、吊車梁截面尺寸確定及幾何特征

3、計(jì)算1梁截面尺寸確定1）按經(jīng)濟(jì)要求確定梁高：取f =295 Nmm2，則所需截面抵抗矩為W =2M max61.2557.0010295二 2.67106mm所需梁咼：h =73 W -300 = 73, 2.67 106 - 300 = 671.11mm2）按剛度要求確定梁高：容許相對撓度取缶，故_600h min二 0.6 f l - 1050.6295600060010 一6 = 637 .20 m m綜上所述初選梁高h(yuǎn) 650mm3）按經(jīng)驗(yàn)公式確定腹板厚度：tw =7 3hw = 73 0.65 =8.95mm4）按抗剪要求確定腹板厚度:丄 1 .2V maxtw 二hwfv1.2 4

4、05.08 103650180二 4.15 m m初選腹板-610x10，考慮因輪壓較大，在梁端將腹板局部加厚。5）梁翼緣截面尺寸：為使截面經(jīng)濟(jì)合理，選用上、下翼緣不對稱工字形截面, 所需翼緣板總面積按下式近似計(jì)算：twhwA%W2(2.67 106) "048.72mm2上、下翼緣面積按總面積的60%及40%分配 上翼緣面積：20.6 6048.72 = 3629.23mm ,下翼緣面積：20.4 6048.72 =2419.49mm ;初選上翼緣-300x20 （面積Ai=6000mm2）,下翼緣-200x20（面積2A 二 4000mm ）。2、梁截面幾何特性1）梁對x軸的慣性

5、矩及面積矩（圖2-1）：150 1甜inn100圖2-1吊車梁截面簡圖計(jì)算公式（h0=h-t1-t2）吊車梁截面面積：2A 二 b t1 b2 t2 h0 tw =16100mm上翼緣到中和軸的距離：yit1t2h0b1 t11 b2 t2 (h - 2) h0 tw ( 0 tj二2 2 2-A=285.9m m下翼緣到中和軸的距離：y2 二 h - % = 364.1mm吊車梁X軸慣性矩：33bi tltl 2 b2 t2lxb1 t1 (y1)12 1 1 2 12th 3 thb2 t2 (y2-2)20 w b0 tw ( 0 h -yj2 =1 157081993mm22 12 2

6、吊車梁X軸抵抗矩：Wx 二比=1157081993 =3.18 106mm3 y2364.1吊車梁上翼緣截面Y軸慣性矩：t1 b1320 300374Iy -4.5 10 mm12 12吊車梁X軸抵抗矩：W： = 'x = 4.05106 mm 3y1Wxb =氏=3.18 106 mm3y2吊車梁上翼緣截面Y軸抵抗矩:心晉=3 105 mm 3四、梁截面承載力核算彎曲正應(yīng)力上翼緣2 2(r= M max/Wxa + M Hmax/Wyc = 191.92 N/mm < 295N/mm下翼緣2 2(r= M max/Wxb = 175.28 N/mm < 295N/mm1、

7、強(qiáng)度計(jì)算采用突緣支座剪應(yīng)力2 2t 1.2V cmax/h o/忖=79.69N/mm< 180N/mm腹板計(jì)算高度邊緣局部壓應(yīng)力中級工作制吊車梁書=1,lz = 430 mm2 2(rc=書 F/t/lz = 50.25 N/mm < 310N/mm得:litbih6000 20300 650= 0.615 ： 2.0注：簡支梁各截面折算應(yīng)力一般不控制，未作驗(yàn)算。2、梁的整體穩(wěn)定性l/bi= 30 10.5,按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性，按表2-5表2-5項(xiàng)次側(cè)向支撐何載l1t1g =b1h說明S<2.0C>2.01均布何載上翼緣0.69P13 呂0.952

8、跨中無側(cè)作用在下翼緣1.73-0.20 名1.33b1 -受壓翼緣的寬度3向支撐集中荷載上翼緣0.7340.18g1.09劃-受壓翼緣的厚度4作用在下翼緣2.23-0.28 呂1.67因集中荷載在跨中附近，則："0.73 0.18 ；： -0.73 0.18 0.615 =0.841li20 30031274= 4.5 10 mm ,20 2002I 2 =1274= 1.3 10 mmI1|1 |24.5 107(4.5 1.3) 107二 0.776表2-6項(xiàng)次受彎構(gòu)件情況計(jì)算公式說明1簡支焊接工字形 截面（含 H型鋼）半i4320Ah*d2+J235 爲(wèi) W< YJ4.4

9、h 丿fy當(dāng)算得的盹值大于0.6時(shí)，應(yīng)按 %' = 1.07 0.282%代替® b值230.8 2 1 二 0.82 0.776 - 1 二 0.442：丨1+丨2iy丫 A4.5x107 +1.3漢10716100二 60.02y = h iy = 6000 60.02 =99.97計(jì)算梁的整體穩(wěn)定系數(shù)為:按表2-6得:：b =4320 Ah 2 Wx= 0.8414320299.97216100 610一3.18 106*1$9.必20）2卩 14.4x610 丿0.442= 1.91 0.6bH =1.07 - 0282 h.07 -0282 =0.9221.91計(jì)算

10、的整體穩(wěn)定性為:M max Mt b'Wx Wy557 10616.29 1060.922 3.18 1063 105=244.28N mm2 ： 295 N mm2由以上計(jì)算可知整體穩(wěn)定性符合要求。3、腹板局部穩(wěn)定計(jì)算腹板高厚比:L = 650 =65 £ |80=91 ,且有局部壓應(yīng)力（crc式0），腹板的tw10_ V fy受力比較復(fù)雜，規(guī)范規(guī)定宜按構(gòu)造要求在腹板上配置橫向加勁肋，加勁肋的間距a按構(gòu)造要求取1000mm橫向加勁肋的尺寸確定按構(gòu)造要求（據(jù)有關(guān)公式計(jì)算）：bs _ 匹 40 = 50 40 =65.67mm,取bs =90mm。 3030ts _ bs 二

11、65.67 二 4.378mm,取ts 二 6mm。 1515選用-90 6計(jì)算跨中處，吊車梁腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力為：6Mhc 557 10(65 -28.59 -2) 10291.16 109-9165.23N /mmI腹板的平均剪應(yīng)力:3203.28 102=33.32 N / mm61 1 100腹板邊緣的局部壓應(yīng)力:-F. 22257 103,51.76N/mm2twlz10 430Cf二. 345 -235 =1.211)計(jì)算二crC f 2hc-=0.53小于 0.85 155 tw取二 cr =f =295N/mm2計(jì)算cra/h0 =1000/610=1.64aCfho

12、/tw's 二:41 /5.344(h0/a)2= 0.44小于 0.8取 cr =180N / mm22)計(jì)算匚ccrc f h° / tw= 0.76 乞 0.928.10.9 13.4(1.83 -h0/a)2取二 ccr2二 f 二 345N /mm“65.23、I + '、295 丿33.32、 51.76 門彳 I += 0.494 蘭 1I 180 丿 345cr ,ccr滿足4、疲勞強(qiáng)度計(jì)算本工程吊車為中級工作制吊車，不必進(jìn)行疲勞驗(yàn)算5、梁撓度計(jì)算等截面簡支吊車梁豎向撓度（按標(biāo)準(zhǔn)值）：557 106 6000-竺557 106 6000 o.ooo22

13、5：丄 滿足I 10E|x 10 206 103 1157081993600五、梁連接計(jì)算1、梁端與柱的水平連接上翼緣與柱的水平連接：采用8.8級高強(qiáng)度螺栓，并采用噴砂處理摩擦面，抗 滑移系數(shù)取J =0.45。按一個(gè)吊車輪的橫向水平力作用計(jì)算：V =4.65KN（并?。憾?=3.0）按柱寬及螺栓排列要求采用2M20螺栓，每螺栓承載力設(shè)計(jì)值（P = 190KN）N： =0.9nf 卩=0.9 1 0.45 190 = 76.9KN總計(jì)連接處承載力N =2 76.9 =153.8KN17.4KN 滿足2、翼緣板與腹板連接焊縫上翼緣板與腹板連接焊縫采用焊透的T形連接（自動(dòng)焊并精確檢查），可與母材等強(qiáng)

14、，故不另行核算。下翼緣板與腹板連接焊縫ffw -160N mm2。S =20 228.59 -1 = 1103.6cm33,VS1405.082 "0 漢1103.6"0hfw1.66mm2 0.7fTIx 2 0.7 160 1157081993取 hf=6mm3、支座加勁肋截面與連接計(jì)算吊車梁支座形式為突緣支座，支座加勁肋采用-200 X 20，其伸出長度不得大于其厚度的的2倍，取為20mm滿足要求。吊車梁支座加勁肋計(jì)算簡圖見圖2-2.O/UCL/Z150圖2-2支座加勁肋截面-單位：mm截面幾何特征: 腹板長度?。?5tw = 150mm2Ace = 20 2 二 40cmCce3V max 405.082 103_ 2Ace 40 10= 101.3N/mm2 ： 400N/mm212310 150124-1333.33cm支座甲類計(jì)算截面特性為:2A = Ace 15twtw =40 15 1 1 =55cm1333.3355=4.92cm