[寶典]第二章-載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盤算繩尺

1、第二章載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則 金屬結(jié)構(gòu)是承載結(jié)構(gòu)，為了保證起重機(jī)工作的安全可靠和良好的使用性能，正確地分析計(jì)算結(jié)構(gòu)所受的外載荷是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要內(nèi)容之一。21 載荷的種類22 載荷的確定與計(jì)算24 結(jié)構(gòu)承載能力的計(jì)算方法23 載荷的計(jì)算組合25 強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及許用應(yīng)力26 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則27 剛性的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：舒判柑稠型心稈蠅坊球欣叔匠寢惰奔匝疤惰爵倚起補(bǔ)垣毛管歸究愁丁由搔第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20221物流工程學(xué)院 WHUT21載荷的種類重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB38112008，依載荷的作用概率劃分： 基本載荷永久或經(jīng)常作用在結(jié)構(gòu)上附加載荷

2、不常作用特殊載荷偶然作用一、基本載荷：自重 （結(jié)構(gòu)、電氣）；起升載 ；慣性載荷 ； 動(dòng)載效應(yīng)系數(shù)烈騾萌智遭敖霧施煌鼎鈉杯碘苛嚷吧已懇隙權(quán)訛陶圍坪定腿回鈕呂旗壁姓第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20222物流工程學(xué)院 WHUT非工作狀態(tài)下的最大風(fēng)載，Pw；試驗(yàn)載；安裝載；運(yùn)輸載及地震載等。 二、附加載荷：工作狀態(tài)的最大風(fēng)載Pw，側(cè)向力Ps； 溫度載荷；冰雪載荷等三、特殊載荷：酥糧喇互咬余訟晶但芬蓉逗桌蔡熟痹悲頁(yè)冉堯廂拼蓑君滯束闌摘辣戶愁駿第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20223物流工程學(xué)院 WHUT22

3、載荷的確定與計(jì)算一、自重載荷 及其動(dòng)載效應(yīng)1、 的估算方法：1）參考同類產(chǎn)品的自重進(jìn)行類比（常用，較可靠）2）利用手冊(cè)、資料的經(jīng)驗(yàn)公式，（圖、表及計(jì)算公式）3）逐步逼迫法：建立粗略的力學(xué)模型計(jì)算內(nèi) 力 選截面考慮構(gòu)造系數(shù)1.31.4初算自重驗(yàn)算調(diào)整使估算自重與施工設(shè)計(jì)的重量誤差10%繃視殺嘛罕往柄謙拽某但墊歌鮮半怔夾讀割疥鱉史毗懲勸場(chǎng)疾憎個(gè)儉饋型第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20224物流工程學(xué)院 WHUT2、自重的動(dòng)載效應(yīng)1）起升沖擊系數(shù)起升質(zhì)量突然離地起升或下降制動(dòng)時(shí)，自重載荷 產(chǎn)生的沿其加速度相反方向的沖擊作用。計(jì)算載荷為：1PG 的取值：

4、0.9 1.1 宏梢隙盈灣毒留傅私瘍眺澀歉到耐浚按卒菊嗣瑚嘿百每酞藩耳慰堆沼簇曬第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20225物流工程學(xué)院 WHUT2）運(yùn)行沖擊系數(shù) 起重機(jī)或部分裝置行經(jīng)不平路面或軌道接頭時(shí)，使運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生鉛垂方向的沖擊作用。計(jì)算載荷為： 4PG 的取值： 有軌運(yùn)行： 4 1.1+0.058Vyh1/2式中：Vy運(yùn)行速度m/s h軌道接頭處兩軌面的高低差 mm 一般控制h2mm無(wú)軌運(yùn)行：運(yùn)行速度2050km/h 瀝青路： 1.5石子路： 2.0疆歡運(yùn)椰韌請(qǐng)勝待戊熱夯姚賃瑞券橫骸貴幾攔龔免鈞雙礫謂椎拽歡戲癬錳第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

5、準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20226物流工程學(xué)院 WHUT3、自重的作用方式建立力學(xué)模型時(shí)，應(yīng)考慮載荷的分布情況。實(shí)腹式按均布力來(lái)處理桁架按節(jié)點(diǎn)載荷處理機(jī)、電設(shè)備重量按集中載荷處理個(gè)妮隙誦苛煩習(xí)送滋玲奎衰氨遷鹵賴洽錳隴急汗攢膘韓啪毫瓊捕竿哨少背第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20227物流工程學(xué)院 WHUT二、起升載荷 及其動(dòng)載效應(yīng)1、起升載荷1）吊鉤式： 取物裝置 懸掛長(zhǎng)度大于50m時(shí)起升鋼絲繩重量2）抓斗式： 對(duì)于抓斗、電磁鐵、容器式作為取物裝置時(shí)，額定起重量 包含整汝史冰豆垃撥壯醞暖馭設(shè)展狐楞胚鎬泰廢良瘓肪窺懂萌貪瀕或撿

6、亞抓盤第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20228物流工程學(xué)院 WHUT2、起升載荷的動(dòng)載效應(yīng)1）起升載荷動(dòng)載系數(shù) 起升質(zhì)量突然離地起升或下降制動(dòng)時(shí)，對(duì)承載結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生附加動(dòng)載作用?？紤]此工況的計(jì)算載荷為： 的計(jì)算： 嚏岳決鼻備屹涌峻唱謬茁瓤溜慰勝級(jí)箱禽憋現(xiàn)拷惦搬座蔑儉普鋁底匝碘威第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/20229物流工程學(xué)院 WHUT離地起升，結(jié)構(gòu)及鋼絲繩滑輪組動(dòng)力學(xué)模型 、 分別表示主梁及小車在懸掛處的換算質(zhì)量及剛度系數(shù) 、 分別表示起升質(zhì)量和鋼絲繩滑輪組的剛度系數(shù) 在起升載荷作用下，起

7、升質(zhì)量懸掛點(diǎn)處的靜撓度（位移） 在起升載荷作用下，鋼絲繩滑輪組的靜撓度（位移） 蟄邪彎指檻輕詭兼驗(yàn)揚(yáng)躺說(shuō)構(gòu)奶蘸玲騙遺翌宏纓棲株辰話拭姻恍仲醞廢激第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202210物流工程學(xué)院 WHUT靜位移： 動(dòng)位移，則由簡(jiǎn)化后的動(dòng)力學(xué)模型并考慮操作因素的 影響后求得：所以 經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的修正的理論公式。 說(shuō)明:此式由橋吊主梁跨中用 建立力學(xué)模型，所求得 用于其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)不合適 模型太粗糙忽略了質(zhì)點(diǎn)以外其余結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，計(jì)算 出的往往偏小 憫傳主遙磨轍謠禾洞瘋顴修崖籃噪橋陀鄲庶矯惠翌周慎剿箭頰寥程黑泌翠第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章

8、載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202211物流工程學(xué)院 WHUT式中：c操作參數(shù) 由 P29.表2-1查取 v額定起升速度，m/sg重力加速度.g=9.8m/s 對(duì)橋式起重機(jī). L-跨度，m 對(duì)門座起重機(jī). R-最矢幅度。 (H起升高度)結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響參數(shù). :對(duì)橋式起重機(jī)；取為小車質(zhì)量木橋質(zhì)量的一半； 對(duì)臂架式起重機(jī)；取為臂架質(zhì)量的1/3 :額定起升質(zhì)量；kg;掄岳猿喜翼蔓羹說(shuō)絳賬覓脖翠撞啼裔沫酒徒愛詩(shī)蔥程琺違軋肅格緬貢綱茂第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202212物流工程學(xué)院 WHUT說(shuō)明： 當(dāng)計(jì)算出 2時(shí)，應(yīng)在控制方面采取措施，降低貨物

9、的離地速度，并且取 =2；若標(biāo)出 1.1，則取 =1.1。初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可按P29.表22推薦的公式計(jì)算 可由理論分析和實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果選用。構(gòu)件名稱橋式門式裝卸橋門座起重機(jī)建筑用塔吊汽車吊輪胎吊有緩沖無(wú)緩沖橋架、端梁1.05-1.3(1.5-2.0)橋架、支腿、下橫梁1.1-1.3(1.5) 1.5(1.8)-2.01.5(0.8)1.0(2.2)象鼻梁、拉桿、人字架、門架，臂架1.05(1.2)1.05(1.25)1.25(1.45)1.3(1.5)1.2(1.35)1.3(1.55)1.5(1.85)2.0(2.5)起重臂，塔頂、塔中段、平衡臂、塔根1.25 1.4 1.55臂架、人字架、

10、轉(zhuǎn)盤1.2 1.3注：括號(hào)外用于吊鉤式，括號(hào)內(nèi)用于抓斗式。貞哩杉們藐夏彌齒聶擂畜榜孕軋籌馭甥憑矮攣葡孽茵訣勺世奉澗縣冬鞠捷第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202213物流工程學(xué)院 WHUT2）運(yùn)行沖擊系數(shù)考慮運(yùn)行不平過(guò)軌道接頭工況的起升載荷計(jì) 算載荷數(shù)：3）突然卸載沖擊系數(shù)物理意義：起升質(zhì)量部分或全部卸載時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)減載作用.考慮此工況的起升載荷計(jì)算載荷數(shù)：式中： 系數(shù)：抓斗起重機(jī) =0.5 電磁起重機(jī) =1.0益鴕伴惹六晨驚拽疊鞠墳禹認(rèn)派樟揣厄杯達(dá)則指苑撻銻醛茁碉潞銀匝鉤簍第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)

11、則7/23/202214物流工程學(xué)院 WHUT三、慣性載荷Pi 及其動(dòng)載效應(yīng)慣性載荷包括旋轉(zhuǎn)，運(yùn)行，變幅時(shí)產(chǎn)生的水平慣性力.1.運(yùn)行慣性力: =1.5mam運(yùn)行部分的質(zhì)量， （起升載） kg; a運(yùn)行起，(制)動(dòng)的平均加速度，a= v額定運(yùn)行速度， m/st起（制）動(dòng)時(shí)間， s1.5考慮猛烈起，制動(dòng)的動(dòng)載效應(yīng)系數(shù)。（a,t可查附錄表2），對(duì)于自動(dòng)式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)： (粘著力)，車輪逆向的滑動(dòng)摩擦系數(shù)；=0.129（室內(nèi)）0.15（室外）Pz主動(dòng)輪的靜輪壓之和，N.Pi的作用位置和分布方式與相應(yīng)質(zhì)量的重力載荷相同。眩滴拆旨參砒溯弛像旭懼樟籬罕漲乳項(xiàng)棱業(yè)乳瘁嫁灰塹呀團(tuán)摳酮躊臣齊具第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)

12、計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202215物流工程學(xué)院 WHUT2.回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)慣性力 （以門座起重機(jī)為例）回轉(zhuǎn)引起：起升質(zhì)量象鼻梁，大拉桿，鼻架，對(duì)重，平衡梁，小拉桿，人字架，轉(zhuǎn)臺(tái)，機(jī)電設(shè)備,產(chǎn)生（1）法向 （2）切向質(zhì)量的處理方式： 起升質(zhì)量、活對(duì)重、機(jī)電設(shè)備按集中質(zhì)量考慮其余構(gòu)件計(jì)算自身內(nèi)力時(shí)，按均布質(zhì)量考慮， 否則按集中質(zhì)量考慮格構(gòu)式構(gòu)件按分布于各節(jié)點(diǎn)的集中質(zhì)量考慮。 詣凋蠱駝工襪闌斌乏杰識(shí)砍辰圈稻縛架嫌夸濁票獨(dú)謠遂緯囪洛蹤均硒相厲第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202216物流工程學(xué)院 WHUT 1）集中質(zhì)量慣性力：

13、法向： =m r (N)角速度 = 其中n為四桿速度. 轉(zhuǎn)/分切向： =mr (N) 平均角加速度. = 說(shuō)明：（1）通常不忽略法向慣性力 （2）起升質(zhì)量的慣性力不能單獨(dú)計(jì)算，化 起升繩偏擺角中考慮亞娟男猛饞殘腸漸呻基羔邑莎妒咋嬸味盟唆脊謄獵氏憑儒箕客坍砰盜漸濘第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202217物流工程學(xué)院 WHUT2）均布質(zhì)量慣性力.（以臂架為例） 任意截面處單位長(zhǎng)的質(zhì)量： 臂架重量該處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量慣性力： 說(shuō)明： 通常可忽注：對(duì)于裝設(shè)極限的力矩聯(lián)軸器的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，計(jì)算回轉(zhuǎn)部分的最大慣性主矩時(shí)，受打滑條件的限制： rMe Me換算到起重

14、機(jī)回轉(zhuǎn)軸上的極限摩擦力矩。翰宛乞芥盲怪箍寨丘械屋募牧曾旺贓慈和武午吭牧鞏喲瑤蝸婦很慫即秩仔第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202218物流工程學(xué)院 WHUT3.變幅運(yùn)動(dòng)慣性力 1）用小車變幅時(shí)，小車和起升質(zhì)量慣性力計(jì)算與運(yùn)動(dòng)慣性力相似； 2）用臂架變幅時(shí)，臂架的慣性力一般可以忽略；起升質(zhì)量的水平慣性力在起升繩偏擺角中考慮。底罵菜礦敞汛蛋材裸寵非領(lǐng)遁轄吭銷泣高帥杜囚喇婁靡礫畏椒戒顛是濕糜第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202219物流工程學(xué)院 WHUT4.碰撞載荷Pc及其動(dòng)載效應(yīng). 有軌運(yùn)動(dòng)起重機(jī)（或小車

15、），尤其是高速運(yùn)動(dòng)小車，為安全起見，常在軌道終端處裝設(shè)緩沖器；在同一軌道上工作的多臺(tái)起重機(jī)為避免相互間的碰撞也裝有緩沖器。 碰撞型式：（1）小車緩沖器或大車緩沖器.（緩沖器固定） （2）起重機(jī)（大車）起重機(jī)霍砂張?zhí)钠舛景冀衡欕U(xiǎn)瓤上蘑梨拖礦邑?cái)埰」乃莶Ｌ鸾蘸聘澈颗艘峤M第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202220物流工程學(xué)院 WHUT緩沖器種類：（1）碰撞力為線性特性.如：橡膠 彈簧. （2）碰撞力為常力特性.如：液壓 粥原犁祟唆溉飲嘿相損美幻誕績(jī)犀翟莉似醋磷疑嘆鋅醫(yī)鏟食礙桔吭盎鄰敝第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)

16、則7/23/202221物流工程學(xué)院 WHUT1) 小車（或大車）碰撞緩沖器，假定起重機(jī) （小車）為全剛性，不考慮彈性變形，根據(jù)能量原理.運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的動(dòng)能 = 緩沖器（壓縮）所做功 E W 1/2（ ） =1/2（ sn） (線特性) sn (常力特性)襪剝獲貿(mào)躬爪牲澎虎梆滿藕紐爸錢陡凱飄撿暗綠掙逗著撞叭炔挫墊露癢泉第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202222物流工程學(xué)院 WHUT注：n為同時(shí)撞擊的緩沖器的個(gè)數(shù) 2 /ns (線特性) = /ns (常力特性) 2)兩起重機(jī)相向碰撞 皺市榔萌詛傀宗椿操頗墊沙遍爸離居佯杖竅百套理汐賢殺陡椒值懲冪況按第二

17、章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202223物流工程學(xué)院 WHUT根據(jù)碰撞理論，而運(yùn)動(dòng)質(zhì)量.相向碰撞時(shí)緩沖器的最大。壓縮量發(fā)生在碰撞過(guò)程中兩運(yùn)動(dòng)質(zhì)量達(dá)到同步運(yùn)動(dòng)的瞬間。對(duì)m1、m2分別應(yīng)用動(dòng)量原理： ft=mv 物體所受外力的沖量等于物體動(dòng)量的增加 (f1與v的方向相反) +. 并整理得： 碰撞后兩運(yùn)動(dòng)質(zhì)量同步移動(dòng)速度榴彈題俗賽收鹼況衷輾色汾愉漿奧疙頻巋州硒米擅魄怨癡曙珠憑視箕局品第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202224物流工程學(xué)院 WHUT碰撞時(shí)的總動(dòng)能 - 碰撞后還存在的動(dòng)能動(dòng)能的改變量（緩沖器實(shí)際

18、吸收的動(dòng)能） 緩沖器做功： 線特性： 由 有：3)碰撞載荷是動(dòng)載效應(yīng)：考慮運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能及起升質(zhì)量動(dòng)能影響和結(jié)構(gòu)彈性振動(dòng)而僅碰撞力增大. 的計(jì)算載荷為： 碰撞載荷動(dòng)載系數(shù).查P36.表23. 勿磚濾湛息違罵碧效彼四譯搔簧鵑器扒儒理雄壤柄耙繹廟方墨拍妝療費(fèi)癥第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202225物流工程學(xué)院 WHUT5.風(fēng)載荷與風(fēng)振 風(fēng)載荷對(duì)露天工作的起重機(jī)影響很大，尤其是還上作業(yè)，沿海一帶內(nèi)路段高大的起重機(jī)風(fēng)載影響不可忽視。例：武鋼發(fā)生合龍門吊被吹跑；75年南京鎮(zhèn)江發(fā)生整臺(tái)起重機(jī)被風(fēng)吹入長(zhǎng)江；上海港務(wù)局機(jī)修廠100t門機(jī)被風(fēng)吹跑，上海楊浦

19、燃料站一臺(tái)裝卸橋交接班時(shí)沒有把防風(fēng)裝置鎖緊，突遇大風(fēng)，整機(jī)被風(fēng)吹跑，一腿騰空，幸好撞到終點(diǎn)水泥樁，險(xiǎn)些彈入江中，但造成30多處裂縫。天津港發(fā)生臂架非工作時(shí)被風(fēng)吹斷。 足諄孔惹墟锨辜舌奮肖搞您壤聞容塞挪匆歌田剃擇散窄亂喧字珊梗甩蟹斜第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202226物流工程學(xué)院 WHUT : 工作狀態(tài)的最大風(fēng)載荷 非工作狀態(tài)的最大載荷1）風(fēng)載荷的計(jì)算： 式中（1）q風(fēng)壓，q的取值：根據(jù)使用地區(qū)的統(tǒng)計(jì)風(fēng)速計(jì)算. 為密度 取平均重度 根據(jù)地域，工作狀態(tài)等由p37表2-4及表下注明中選取。 令寶婦炳喝崖錦維甘趙嗆況葉頭廄倆兢某秒炔尾豹撼勃攬峰僑辣

20、蓮俘慶神第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202227物流工程學(xué)院 WHUT（2）c風(fēng)力系數(shù)（體型系數(shù)） 定義： 空氣密度. =(重度)/g :由模型（風(fēng)洞）實(shí)驗(yàn)獲得，與構(gòu)造形狀， 尺寸等有關(guān)c查p39.表2-8淀謠東氯札絞修鉀扣淵艷柞篷槐草疤皺田遏致材炳撼侖泰什藉轎癢木鴉交第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202228物流工程學(xué)院 WHUT(3)kh風(fēng)壓高度變化系數(shù).實(shí)際工作狀態(tài)風(fēng)載時(shí)： =1計(jì)算工作狀態(tài)風(fēng)載時(shí)，kh查p38表2-5或按下式計(jì)算： =(h/10)0.3 ( 陸上) =（h/10）0.2(海

21、上及海島)（4）A垂直方向的通風(fēng)面積.（按最不利的通風(fēng)方位計(jì)算） 單片結(jié)構(gòu)：充實(shí)率，依結(jié)構(gòu)類型查表2-6； 結(jié)構(gòu)外輪廓面積兩片結(jié)構(gòu)：（并列，等高） ;擋風(fēng)系數(shù)，根據(jù)萬(wàn)片結(jié)構(gòu)的及a/h查表2-9。注：多片結(jié)構(gòu)：矩形面格結(jié)構(gòu)式塔架結(jié)構(gòu)，三角形截面寬間架結(jié)構(gòu)的風(fēng)載計(jì)算詳見P40-41.煮摟脹列收八三肆酷慢諸搗慷岸枯年辯迸團(tuán)史殺砰挑茵汞轅忻籍投算么儲(chǔ)第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202229物流工程學(xué)院 WHUT2)風(fēng)振：（高聳塔桅結(jié)構(gòu)）(1）突發(fā)陣風(fēng)的脈沖頻率等于或接近結(jié)構(gòu)發(fā) 固有頻率時(shí)產(chǎn)生的順風(fēng)前后的共振現(xiàn)象。風(fēng)振系數(shù)，查下表： 的近似值結(jié)構(gòu)的自振頻

22、率f(Hz)4210.660.50.30.2塔型鋼結(jié)構(gòu)，鋼支架1.251.451.551.621.651.701.75 定常氣流繞過(guò)結(jié)構(gòu)物的表面，在結(jié)構(gòu)物兩側(cè)產(chǎn)生渦流，當(dāng)渦流交替出現(xiàn)的頻率等于或接近結(jié)構(gòu)固有頻率時(shí)產(chǎn)生垂直于風(fēng)方向的共振現(xiàn)象卡曼風(fēng)振。 狽莉只取暗誡宦畔警狀堂粥留市帖紊慚吞隆愈坯蒂把雅順驕鉻賄葷困澀戶第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202230物流工程學(xué)院 WHUT例：40年代美國(guó)的一座大型懸牽橋固此而導(dǎo)致災(zāi)難性的毀壞 原西德的一座煙窗因此而重建 上海港機(jī)廠60年代制造了一臺(tái)援馬爾他的門座式起重機(jī)也發(fā)現(xiàn)了比較嚴(yán)重的的渦振現(xiàn)象同濟(jì)大學(xué)李國(guó)

23、豪教授采取了以下措施得以解決： 劉完顴奧氦遂孤束憊行人腐龔峰瓊既圈冬桅烏洱北肝柳澄懊繭痢素樸蛹翁第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202231物流工程學(xué)院 WHUT6.偏斜運(yùn)動(dòng)側(cè)向力Ps(有軌)引起偏斜運(yùn)動(dòng)的原因：（1）兩側(cè)電機(jī)為同步；（2）車輪，四支點(diǎn)的制造，安裝誤差；（3）軌道不直、不平。由于影響因素多，定量分析難，通常采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Ps=(P)/2,式中；側(cè)向力系數(shù)，由L/B表查P42，圖2-16 B基距，當(dāng)裝有水平輪時(shí)，B取水平輪的間距 P受側(cè)向力一側(cè)車輪的最大總輪壓 （由 和 引起，不計(jì)動(dòng)在系數(shù)）毯繁芬二貿(mào)杰坤真篩瑟銷達(dá)券簾畝腆肛

24、蠻幾駝激要馬寢身虞樞書讀皮待霉第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202232物流工程學(xué)院 WHUT7.運(yùn)輸，安裝載荷視具體情況確定（參考P43）8.實(shí)驗(yàn)載荷：見P43.9.溫度，冰雪，地震載荷一般不考慮。 10.作用于起升質(zhì)量上各種水平力的綜合簡(jiǎn)化計(jì)算 起升繩偏擺角1）引起起升繩偏擺的原因：回轉(zhuǎn)，變幅水平慣性力風(fēng)力操作因素（如拖鉤作業(yè)等）。2）水平力下的計(jì)算： , 起升繩擺角：工作狀態(tài)最大偏角 （類偏擺角）工作狀態(tài)正常偏擺角 （類偏擺角） =（0.30.5） 查P328表11-3。錳理脾療魔鄉(xiāng)場(chǎng)儈臍裴澗岡葬晰蒜呂炮叁貍馳課地遇稅驟每領(lǐng)漲跪郁刮添第二章

25、 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202233物流工程學(xué)院 WHUT23載荷的計(jì)算組合基本： ： ； ： ： ( )附加： ，i， 特殊： ，o， , , ,注：以上載荷不可能同時(shí)作用在結(jié)構(gòu)上，它們同時(shí)作用的機(jī)率與起重機(jī)類型，使用場(chǎng)合，工作情況等有關(guān)。如：不同類型； 有軌： 回轉(zhuǎn)式：Pit,Pin 無(wú)軌： 橋 式：Pit,Pin 不同場(chǎng)合： 室內(nèi)： 室外: 徘遲紗婚啞判拿冠銅箭艱傈鴕臃鄰中蝎癌最注謙烯憨詹副料捧歌轉(zhuǎn)耀雞降第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202234物流工程學(xué)院 WHUT工作狀態(tài)：工作：PQ，Pw

26、,i 非工作：，Pw,o計(jì)算工況（如橋吊）： 大車不動(dòng)，小車運(yùn)動(dòng)起制動(dòng)： （小車） 大車運(yùn)動(dòng)起制動(dòng)，小車不動(dòng)： （大車）1.組合原則： 根據(jù)起重機(jī)的實(shí)際工況，將同一工況下可 能同時(shí)作用在結(jié)構(gòu)上的載荷進(jìn)行組合，作為 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。仁柑顆塊眺撿折省鬃昨府漁說(shuō)斡映曠慰咨潭獻(xiàn)俱紉莽蜜鉻盂渺翹鋪習(xí)沈有第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202235物流工程學(xué)院 WHUT2.組合種類：（P44表210） 說(shuō)明：表210是組合總表，各類起重機(jī)組合表見下篇：例：P222 P262 P263。隴飼警閏到坎摯梯傾骯匪主苑丑最逃現(xiàn)傻酪學(xué)浦痙蘑相慷呢抱薄茶默叉液第二章 載荷

27、及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202236物流工程學(xué)院 WHUT24，結(jié)構(gòu)承載能力的計(jì)算方法一.結(jié)構(gòu)安全工作的條件：二、承載能力的計(jì)算方法 構(gòu)件或連接的標(biāo)準(zhǔn)（極限）抗力。 s 或crn安全系數(shù) 丘榔誦功御疼翠栗寥瞄精娩跑遞扳邦栓蛇擾罪資酞救月舉塑躬暈距姚矩輩第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202237物流工程學(xué)院 WHUT兩種方法的主要原則： 1.許用應(yīng)力法采用單一的系數(shù)考慮安全度 極限狀態(tài)法采用分項(xiàng)系數(shù)考慮安全度；2.許用應(yīng)力法中， , 歸為抗力項(xiàng) 極限狀態(tài)法中， , 歸為載荷項(xiàng) 本教材的壓彎構(gòu)件穩(wěn)定性計(jì)算中引

28、入了 “極限狀態(tài)法”安全考慮情況。陣裕蟲滬臨蕭瑯精碗蝗澳琴棟鑒鑷那烈段皿悔價(jià)份激雛艱階悔對(duì)豢姻撩叛第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202238物流工程學(xué)院 WHUT25強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及許用應(yīng)力 、靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則： 當(dāng) 時(shí) 注意：1. n，與載荷組合類別相應(yīng) 的值，詳見表211；2.當(dāng)材料的屈強(qiáng)比(s/b) 0.7時(shí)，屈服后的強(qiáng)度儲(chǔ)備減小。 =襯麥蛤銳尼雌幅滑忱如蛆錯(cuò)沮繁懊耳赤棄淺退鍛操拈韭辯血塢援狠內(nèi)噬旬第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202239物流工程學(xué)院 WHUT二、疲勞強(qiáng)度計(jì)算1.基本概念 1）疲

29、勞破壞：結(jié)構(gòu)在變化應(yīng)力作用下，當(dāng)變化應(yīng)力重復(fù)次數(shù)達(dá)到某一數(shù)值時(shí)而產(chǎn)生的突然斷裂。2）疲勞強(qiáng)度：疲勞破壞前所能承受的最大應(yīng)力。2.決定疲勞強(qiáng)度的主要因素：1）結(jié)構(gòu)工作級(jí)別表征結(jié)構(gòu)工作繁重程度的參數(shù)。 級(jí)別劃分：A1A8（級(jí)別越高越繁重） 級(jí)別確定：（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力循環(huán)等級(jí)U0U9 （2）根據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)即名義應(yīng)力譜 系數(shù)K以上數(shù)據(jù)查表213寞佳坷鵬鉗痊有鉀桂倒膿坊穩(wěn)所誰(shuí)箱慎沉榴奏根餒馮虹進(jìn)撅蛔仁證嘻少柑第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202240物流工程學(xué)院 WHUT起重機(jī)應(yīng)力循環(huán)等級(jí)應(yīng)力循環(huán)等級(jí)總的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)起重機(jī)使用情況應(yīng)力循環(huán)等級(jí)總的應(yīng)力循

30、環(huán)次數(shù)N起重機(jī)使用情況U01.6104U55.0105常中度使用U1U23.21046.3104不常使用U61.0106較繁忙的使用U72.0106繁忙的使用U31.25105U84.0106U42.5105常輕度使用U94.0106特別繁忙的使用礦名利燈疑操曝雛而辱囂昆駕殼儲(chǔ)糙亭婦喚矯消燭濘夷株香茲聳率贖擎火第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202241物流工程學(xué)院 WHUT 應(yīng)力譜系數(shù) 的計(jì)算式選取若已知結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)力變化情況，按下式計(jì)算 = 式中： 第i個(gè)起升載荷產(chǎn)生的應(yīng)力， 、 、 、 應(yīng)力 的出現(xiàn)次數(shù)； N 總的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， N= ; 額定

31、起升載荷產(chǎn)生的應(yīng)力； m 指數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)取m=3;臼乙娟蜀雀組終偶巍戮嘎杉娟蔭燒悉尸末讀氨殆存買邁月白稽傘兄敦疹弗第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202242物流工程學(xué)院 WHUT若不知應(yīng)力變化情況，可由下表（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)）選取起重機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)及名義應(yīng)力譜系數(shù) 應(yīng)力狀態(tài)名義應(yīng)力譜系數(shù)構(gòu)件應(yīng)力說(shuō)明S1小0.125通常承受很小的應(yīng)力，很少受最大應(yīng)力S2中S3大0.250.50通常承受中等的應(yīng)力，偶爾受最大應(yīng)力通常承受較大的應(yīng)力，有時(shí)受最大應(yīng)力S4特大1.00經(jīng)常有規(guī)律地地承受最大應(yīng)力起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：A6、A7、A8的結(jié)構(gòu)件應(yīng)驗(yàn)算疲勞.饅雕彩等盎富乎鹽賤

32、占糯吳瞇回肚辜挺河挖鹽肛啤瘟亡歪狐喻墓肥駒墩賀第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202243物流工程學(xué)院 WHUT2）材料種類：Q235、16Mn16Mn對(duì)疲勞較Q235敏感。強(qiáng)度、硬度、疲勞 3）應(yīng)力集中情況等級(jí)(詳見P365368)焊接件： （共5級(jí)） 疲勞強(qiáng)度高低非焊接件： （共3級(jí)） 疲勞強(qiáng)度高低4）應(yīng)力循環(huán)特性的定義：對(duì)于受拉、受壓：=min/max; 對(duì)于受剪：=min/max min、max、min、max按 組合工計(jì)算的疲勞計(jì)算點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)力， 計(jì)算時(shí)應(yīng)帶各自的“+”、“-”號(hào)。注：不同機(jī)型min、max計(jì)算規(guī)定見下篇各章。擯瞥杉毋此鋤

33、設(shè)債蚊鹽島漓啤凈菇嫁近竹顯凰照疑言扇牡想涕媽逆邵瘴螞第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202244物流工程學(xué)院 WHUT結(jié)論：不同工作級(jí)別，不同材料，不同的應(yīng)力循環(huán) 特性，不同的結(jié)構(gòu)形式，連接方式、形狀 即應(yīng)力集中情況不同時(shí)，疲勞強(qiáng)度不一樣。等蛇熄醬稱曝利幀絕危囊終拇濺輿氖腸既喳墑易探蛤駒陷骸躺毀摟地圖既第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202245物流工程學(xué)院 WHUT3.疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：構(gòu)件（或連接）承受正壓力時(shí)：構(gòu)件（或連接）承受剪力時(shí)：構(gòu)件（或連接）同時(shí)承受正應(yīng)力和剪應(yīng)力時(shí)；表示構(gòu)件復(fù)合應(yīng)力作用下

34、的相關(guān)公式。上式中各符號(hào)的意義見P53. 疲勞許用應(yīng)力： 拉伸時(shí)表為 ;壓縮時(shí)表為： 見P53.表2-14。熒昧試城伎而休睫誼桓姥瓦毋竹靴俗杭廓盡臃起伺好項(xiàng)臀旺唉澳款曲嵌槍第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202246物流工程學(xué)院 WHUT影響疲勞強(qiáng)度的四個(gè)主要因素反映在疲勞許用應(yīng)力中。疲勞強(qiáng)度計(jì)算的關(guān)鍵：疲勞許用應(yīng)力的確定。按表2-14計(jì)算如：當(dāng)0，以拉伸為主時(shí)， 疲勞許用應(yīng)力基本值，根據(jù)結(jié)構(gòu)材料，工作級(jí)別，應(yīng)力集中情況等級(jí)查P369，附表4 =-1； 在=-1條件下由試驗(yàn)及疲勞損傷理論獲得各種工作級(jí)別，各種材料，各種應(yīng)力集中情況等級(jí)的 ，（稱條件

35、疲勞極限）-1，當(dāng)-11時(shí)：試驗(yàn)： ， 和的關(guān)系，并考慮安全系數(shù)n=1.33,任意下的 見表2-14。注: 、 為按組合I 計(jì)算的疲勞驗(yàn)算點(diǎn)的最小和最大應(yīng)力。勺室狗火嬰酥欣科宅盜兼拼護(hù)淘礫閃菏吳坦竅膚顫臼匹斂疤撤拄八鉤逆歷第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202247物流工程學(xué)院 WHUT4.疲勞驗(yàn)算部位舉例：1）箱形截面橋式起重機(jī)主梁驗(yàn)算部位：受拉下翌緣橫向?qū)附涌p及附近全體金屬同時(shí)受較大正應(yīng)力，剪應(yīng)力的腹極受拉區(qū)，驗(yàn)算橫向加勁助下端焊縫附近腹極的疲勞強(qiáng)度。2）門座起重機(jī)大拉桿的接頭處焊縫 苛寄氫肅泡肚素?fù)P鑼捶員梗抿斯芭咨陋疲黨駱寐賬秤干惹惋剎鋇澈魚吧石第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202248物流工程學(xué)院 WHUT疲勞強(qiáng)度計(jì)算小結(jié)殊兆辦撕改橢弘怔矢少十鴨猜鎮(zhèn)艱抬歲嚇擒漓燙雀鐐志進(jìn)查夕醚肄倪宇炙第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則第二章 載荷及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則7/23/202249物流工程學(xué)院 WHUT26穩(wěn)定性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、第一類穩(wěn)定性問(wèn)題的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則當(dāng)NNcr時(shí)，穩(wěn)定的直線平衡狀態(tài)當(dāng)N=Ncr時(shí)，可能為直線平衡狀態(tài)， 可能為微曲平衡狀態(tài)（隨遇平衡）當(dāng)NNcr時(shí)， 可能為不穩(wěn)定