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(jí)別

是按起重機(jī)利用等級(jí)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(jí)

輕級(jí)

中級(jí)

重級(jí)

特重級(jí)

工作級(jí)別A1～A3A4,A5A6,A7A8吊車的工作制等級(jí)與工作級(jí)別的對(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)支梁連續(xù)梁吊車梁的類型按支撐情況分簡(jiǎn)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(dòng)結(jié)構(gòu)制動(dòng)梁制動(dòng)桁架吊車梁制動(dòng)梁加勁肋吊車梁制動(dòng)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(dòng)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(dòng)梁可兼作檢修平臺(tái)制動(dòng)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(dòng)桁架吊車梁制動(dòng)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(duì)稱工字形截面(加強(qiáng)上翼緣）Q≤30t，L≤6m，A1

～

A5級(jí)適用范圍：?jiǎn)屋S對(duì)稱工字形截面(加強(qiáng)上翼緣）Q≤30t，L≤6m，11

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

帶制動(dòng)桁架的吊車梁豎向荷載橫向水平荷載吊車梁制動(dòng)桁架當(dāng)L≥12m(A6～A8)L≥18m(A1～A5)對(duì)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(dòng)桁架吊車梁上翼緣角鋼腹桿雙角鋼制動(dòng)寬度：>1200mm帶制動(dòng)桁架的吊車梁豎向荷載橫向水平荷載吊車梁制動(dòng)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——?jiǎng)恿ο禂?shù)，

對(duì)懸掛吊車及A1~A5的軟鉤吊車，取1.05，

對(duì)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(gè)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——?jiǎng)恿ο禂?shù)，1）吊車豎向荷載172）吊車橫向水平荷載小車沿橋架移動(dòng)時(shí)因剎車引起的制動(dòng)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(gè)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(dòng)時(shí)因剎車引起的制動(dòng)力：式中18

對(duì)于A6~A8級(jí)吊車，應(yīng)考慮由吊車擺動(dòng)引起的橫向水平力，不與小車沿橋架移動(dòng)時(shí)因剎車引起的制動(dòng)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(duì)于A6~A8級(jí)吊車，應(yīng)考慮由吊車擺動(dòng)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(dòng)引起的制動(dòng)力：式中:

γQ─可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.4；

Tk1─吊車每個(gè)制動(dòng)輪的縱向水平制動(dòng)力，取0.1Pk,max4）其他荷載自重：吊車梁和制動(dòng)結(jié)構(gòu)、支撐等重量，可通過(guò)乘系數(shù)來(lái)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(dòng)引起的制動(dòng)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(dòng)梁、制動(dòng)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(tái)數(shù)組合輕、中級(jí)吊車重級(jí)吊車吊車梁及制動(dòng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定按實(shí)際情況，不多于兩臺(tái)輪壓處腹板局部壓應(yīng)力、腹板局部穩(wěn)定不多于兩臺(tái)吊車梁和制動(dòng)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度—一臺(tái)最大吊車吊車梁的豎向撓度一臺(tái)最大吊車計(jì)算力及吊車臺(tái)總數(shù)組合表取大者計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算力吊車臺(tái)數(shù)組合輕、中級(jí)吊車重級(jí)吊車吊車梁及制動(dòng)結(jié)22計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算力吊車臺(tái)數(shù)組合輕、中級(jí)吊車重級(jí)吊車制動(dòng)結(jié)構(gòu)的水平撓度—一臺(tái)最大吊車梁上翼緣、制動(dòng)結(jié)構(gòu)與柱的連接按實(shí)際情況，不多于兩臺(tái)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(tái)計(jì)算力及吊車臺(tái)總數(shù)組合表取大者計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算力吊車臺(tái)數(shù)組合輕、中級(jí)吊車重級(jí)吊車制動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)荷載確定最不利輪壓24計(jì)算彎矩時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算剪力時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算彎矩時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算剪力時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖25確定絕對(duì)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(gè)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(duì)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(dòng)桁架節(jié)間局部彎矩按以下近似公式：

輕中級(jí)工作制吊車：

重級(jí)工作制吊車：

當(dāng)?shù)踯嚵翰捎弥苿?dòng)桁架時(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(dòng)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(gè)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(duì)

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(dòng)梁截面對(duì)其形心軸y1的凈截面抵抗矩。帶制動(dòng)梁的吊車梁A點(diǎn)最不利Wny1—制動(dòng)梁截面對(duì)其帶制動(dòng)梁的吊車梁32帶制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)一般截面突緣支座處截面重級(jí)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(dòng)梁制動(dòng)桁架制動(dòng)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(duì)動(dòng)力荷載應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)；——集中荷載增大系數(shù)，重級(jí)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(zhǎng)度：twh0hyalz=a+5hyaa1twhyhRhylzσclz=a+5hy+2hRlz=a+2.5hy+a1局部壓應(yīng)力F——集中力,對(duì)動(dòng)力荷載應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)；——集中荷載增大系352、穩(wěn)定驗(yàn)算

設(shè)有制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，且不乘動(dòng)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(jí)橋式吊車：l/800中級(jí)橋式吊車：l/1000重級(jí)橋式吊車：l/12003、剛度驗(yàn)算按效應(yīng)最大的一臺(tái)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(duì)于工作級(jí)別為A7、A8吊車的制動(dòng)結(jié)構(gòu)，計(jì)算其水平撓度，按效應(yīng)最大的一臺(tái)吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，且不乘動(dòng)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(hào)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(duì)于A6~A8級(jí)和起重量Q≥50t的A4，A5級(jí)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(jí)吊車梁和重、中級(jí)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(jí)吊車梁和重、中級(jí)吊車桁架且循環(huán)次數(shù)≥5×42

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

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

對(duì)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(gè)分類

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

【例題】一簡(jiǎn)支吊車梁，跨度12m，鋼材Q345，承受兩臺(tái)起重量為50／10t，級(jí)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(gè)螺栓孔，孔徑均d＝24M(M22)。試驗(yàn)算此截面是否滿足要求。【例題】一簡(jiǎn)支吊車梁，跨度12m，鋼材Q345，承受兩臺(tái)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(tái)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(tái)吊車荷載作用下的內(nèi)力豎向輪壓作用：橫向水462)一臺(tái)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