吊車梁設計課件

§3.4吊車梁設計(DesignofCranegirder)起重機的工作級別

是按起重機利用等級和載荷狀態(tài)劃分，是表明起重機工作繁重程度的參數。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關系§3.4吊車梁設計(DesignofCranegi1格構柱吊車梁

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——應用最廣。連續(xù)梁——經濟，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——應用最廣。連續(xù)梁——經濟，受柱的不均3

按結構體系分實腹式焊接組合梁——應用較廣型鋼梁——適用于跨度6m，起重量≤10t的情況。下撐式桁架式下撐式——用鋼量少，制造費工。適用于跨度6m，起重量≤

5t桁架式——用鋼量少，制造費工。適用于跨度≥18m，起重量≤

75t桁架按結構體系分實腹式焊接組合梁——應用較廣型鋼梁——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）制動結構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制動結構的作用：承受橫向水平力側向支承上翼緣，保證吊車梁的整體穩(wěn)定制動梁可兼作檢修平臺制動結構的作用：承受橫向水平力6吊車梁設計ppt課件7制動桁架吊車梁制動桁架吊車梁8正在建設的門式剛架工程實例山墻抗風柱吊車梁天窗架正在建設的門式剛架工程實例山墻抗風柱吊車梁天窗架9吊車梁設計ppt課件10

單軸對稱工字形截面(加強上翼緣）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L≥12m(A6～A8)L≥18m(A1～A5)對邊列柱增設輔助桁架、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L≥13吊車梁設計ppt課件14吊車梁設計ppt課件153.4.3吊車梁的荷載計算和內力分析豎向荷載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吊車梁的荷載計算和內力分析豎向荷載FFFTL161、吊車梁的荷載式中：α1——動力系數，

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——可變荷載分項系數，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，設計值取1.11、吊車梁的荷載式中：α1——動力系數，1）吊車豎向荷載172）吊車橫向水平荷載小車沿橋架移動時因剎車引起的制動力：式中：——系數；

γQ——可變荷載分項系數，一般取1.4；

當Q≤10t時，=0.12;當Q≤15~50t時，=0.1;當Q≥75t時，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；2）吊車橫向水平荷載小車沿橋架移動時因剎車引起的制動力：式中18

對于A6~A8級吊車，應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因剎車引起的制動力同時考慮。α2—系數，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行時因制動引起的制動力：式中:

γQ─可變荷載分項系數，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：吊車梁和制動結構、支撐等重量，可通過乘系數來考慮表3.9。

3）吊車縱向水平荷載吊車橋架沿吊車梁運行時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。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計算項目計算力吊車臺數組合輕、中級吊車重級吊車吊車梁及制動結構的強度和穩(wěn)定按實際情況，不多于兩臺輪壓處腹板局部壓應力、腹板局部穩(wěn)定不多于兩臺吊車梁和制動結構的疲勞強度—一臺最大吊車吊車梁的豎向撓度一臺最大吊車計算力及吊車臺總數組合表取大者計算項目計算力吊車臺數組合輕、中級吊車重級吊車吊車梁及制動結22計算項目計算力吊車臺數組合輕、中級吊車重級吊車制動結構的水平撓度—一臺最大吊車梁上翼緣、制動結構與柱的連接按實際情況，不多于兩臺柱間支撐處吊車下翼緣與柱的連接

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

根據影響線法，計算彎矩時的吊車的最不利輪距布置為：輪子的排列位置應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吊車梁的內力計算吊車荷載為移動荷載確定最不利輪壓24計算彎矩時的計算簡圖計算剪力時的計算簡圖計算彎矩時的計算簡圖計算剪力時的計算簡圖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：附加軸力的計算：用桁架內力分析方法計算制動桁架節(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：

當吊車梁采用制動桁架時，需要計算附加軸力和局部彎矩。aTHd注意：附加軸力的計算：用桁架內力分析方法計算制動桁架節(jié)間局部273.4.5焊接實腹式吊車梁的截面選擇

焊接吊車梁的截面設計方法同普通焊接梁，考慮強度、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焊接實腹式吊車梁的截面選擇焊接吊車梁的28

強度驗算整體穩(wěn)定驗算剛度驗算疲勞驗算截面驗算截面驗算291、強度驗算MyAMyN1xyxyxxyy15twMyxxy1y1TMxMxMxb1dA1)正應力1、強度驗算MyAMyN1xyxyxxyy15twMyxxy30加強上翼緣吊車梁受壓區(qū)：

A點最不利受拉區(qū)：W’ny—吊車梁上翼緣截面對

y軸的凈截面抵抗矩。加強上翼緣吊車梁受壓區(qū)：A點最不利受拉區(qū)：W’ny—吊車梁31A點最不利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點最不利An—吊車梁上翼緣及腹板15tw33制動結構形式正應力σ剪應力τ腹板計算高度邊緣的局部壓應力σc腹板計算高度邊緣的折算應力上翼緣處下翼緣處無制動結構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輪壓影響范圍外制動梁制動桁架制動結正應力σ剪應力τ腹板計算高度邊緣的局部壓應力σc腹板計34F——集中力,對動力荷載應考慮動力系數；——集中荷載增大系數，重級工作制吊車1.35，其他1.0；lz--集中荷載在腹板計算高度邊緣的假定分布長度：twh0hyalz=a+5hyaa1twhyhRhylzσclz=a+5hy+2hRlz=a+2.5hy+a1局部壓應力F——集中力,對動力荷載應考慮動力系數；——集中荷載增大系352、穩(wěn)定驗算

設有制動結構的吊車梁，其側向彎曲剛度很大，整體穩(wěn)定得到保證，不需驗算。加強上翼緣的吊車梁，應按下式驗算其整體穩(wěn)定。-依梁在最大剛度平面內彎曲所確定的整體穩(wěn)定系數

GB50017-20172、穩(wěn)定驗算設有制動結構的吊車梁，其側向彎曲剛度很大36局部穩(wěn)定性驗算

根據腹板高厚比設置腹板加勁肋。1—支承加勁肋；2—橫向加勁肋；3—縱向加勁肋；4—短加勁肋hw=h01）翼緣板2）腹板局部穩(wěn)定性驗算根據腹板高厚比設置腹板加勁肋。1—支承37

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

時，配置橫向加勁肋,計算其間距或腹板局部穩(wěn)定性。①

時，

的梁，宜按構造配置橫向加勁肋；的梁，可不配置加勁肋。

（受壓翼緣受到約束）時，

（受壓翼緣扭轉未受到約束）時，

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

按效應最大的一臺吊車的荷載標準值計算，且不乘動力系數。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、剛度驗算按效應最大的一臺吊車的荷載標準值計算，且39

《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）規(guī)定：對于工作級別為A7、A8吊車的制動結構，計算其水平撓度，按效應最大的一臺吊車的荷載標準值計算，且不乘動力系數。注意：《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）規(guī)定：404、疲勞驗算

構造上：

選用合適的鋼材標號和沖擊韌性要求。構造細部選用疲勞強度高的連接形式。

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采用焊透的K形焊縫。4、疲勞驗算構造上：41

A6～A8級吊車梁和重、中級吊車桁架且循環(huán)次數≥5×104次，應進行疲勞驗算，驗算部位：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≥5×42

采用一臺起重量最大吊車的荷載標準值，不計動力系數，按常幅疲勞問題計算。αf

——欠載效應的等效系數Δσ——對焊接部位為應力幅，Δσ=σmax-σmin

對非焊接部位折算應力幅，Δσ=σmax-0.7σmin

[Δσ]

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

）構件和連接類別1234567817614411810390786959

GB50017-2017GB50017-2017有14個分類

采用一臺起重量最大吊車的荷載標準值，不計動力系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，吊車最大輪壓標準值及輪距如圖，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，在下翼緣板的右側有一個螺栓孔，孔徑均d＝24M(M22)。試驗算此截面是否滿足要求。【例題】一簡支吊車梁，跨度12m，鋼材Q345，承受兩臺起44解：1、荷載計算1)豎向荷載用于撓度計算：2)橫向水平荷載用于強度、穩(wěn)定性和連接計算：解：1、荷載計算1)豎向荷載用于撓度計算：2)橫向水平荷載用452、內力計算1)兩臺吊車荷載作用下的內力豎向輪壓作用：橫向水平力作用：用于承載能力極限狀態(tài)的計算：2、內力計算1)兩臺吊車荷載作用下的內力豎向輪壓作用：橫向水462)一臺吊車荷載作用下的內力豎向輪壓作用：橫向水平力作用：吊車梁的內力匯總表用于橫向撓度計算