橋式起重機(jī)主梁強(qiáng)剛計(jì)算

一、通用橋式起重機(jī)箱形主梁強(qiáng)度計(jì)算(雙梁小車型)1、受力分析作為室內(nèi)用通用橋式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)將承受常規(guī)載荷、和三種基本載荷和偶然載荷，因此為載荷組合Ⅱ。其主梁上將作用有、、載荷。主梁跨中截面承受彎曲應(yīng)力最大，為受彎危險(xiǎn)截面；主梁跨端承受剪力最大，為剪切危險(xiǎn)截面。當(dāng)主梁為偏軌箱形梁時(shí)，主梁跨中截面除了要計(jì)算整體垂直與水平彎曲強(qiáng)度計(jì)算、局部彎曲強(qiáng)度計(jì)算外，還要計(jì)算扭轉(zhuǎn)剪切強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度需進(jìn)行折算。2、主梁斷面幾何特性計(jì)算上下翼緣板不等厚,采用平行軸原理計(jì)算組合截面的幾何特性。圖2-4注：此箱形截面垂直形心軸為y-y形心線，為對(duì)稱形心線。因上下翼緣板厚不等，應(yīng)以x’—x’為參考形心線,利用平行軸原理求水平形心線x—x位置。①斷面形狀如圖2-4所示,尺寸如圖所示的H、、、B、b、等。②[，，]③()④()⑤()⑥()⑦和()⑧()3、許用應(yīng)力為和。載荷組合類別安全系數(shù)拉伸、壓縮、彎曲許用應(yīng)力剪切許用應(yīng)力端面擠壓許用應(yīng)力組合Ⅰ(Ⅰ類載荷)組合Ⅱ(Ⅱ類載荷)組合Ⅲ(Ⅲ類載荷)4、受力簡(jiǎn)圖與為起重小車作用在一根主梁上的兩個(gè)車輪輪壓，由和小車自重分配到各車輪的作用力為輪壓。如時(shí)，可認(rèn)為等于和小車自重之和的四分之一。5.主梁跨中集中載荷(輪壓和)產(chǎn)生最大垂直彎矩Mp(N·m)≠時(shí)簡(jiǎn)算(N·m)時(shí)(N·m)≠時(shí)，可近似取注：建議當(dāng)≠時(shí)，采用計(jì)算為佳。6.跨中均布載荷(自重)產(chǎn)生最大垂直彎矩Mq(N·m)7.主梁跨中垂直最大彎矩垂8.主梁跨中水平慣性載荷產(chǎn)生彎矩(N·m)式中：——主梁端截面的——端梁截面的——起重機(jī)大車驅(qū)動(dòng)輪數(shù)——總輪數(shù)9.主梁跨中截面彎曲強(qiáng)度計(jì)算10.主梁跨端剪切強(qiáng)度計(jì)算跨端最大剪力跨端最大剪應(yīng)力——主梁跨端截面的靜面矩（中性軸以上面積對(duì)中性軸的靜面矩，各面積乘以形心至中性軸距離；）——腹板厚（cm）——截面的水平慣性矩（）二、通用橋式起重機(jī)箱形主梁剛度計(jì)算1.垂直靜剛度——簡(jiǎn)算——精算為小車輪壓至主梁支承處距離，見(jiàn)下圖所示。當(dāng)時(shí)注：①、不乘以系數(shù)。②均布載荷（自重）產(chǎn)生的垂直靜剛度不予以計(jì)算，因無(wú)法檢測(cè)。2.水平靜剛度參看圖2-6。不檢測(cè)，只作為設(shè)計(jì)計(jì)算用。三、通用橋式起重機(jī)箱形主梁穩(wěn)定性計(jì)算整體穩(wěn)定性一般不作計(jì)算，因?yàn)槭呛?jiǎn)支梁，不可能發(fā)生失穩(wěn)造成前傾與側(cè)翻，通常情況下只要計(jì)算出主梁水平剛度時(shí)即可免算。以箱形受彎構(gòu)件局部穩(wěn)定性為例，作為簡(jiǎn)支梁箱形截面主梁，彎曲時(shí)只有腹板受壓區(qū)和受壓翼緣板處才有局部失穩(wěn)的可能。保證不失穩(wěn)的辦法是設(shè)置加勁肋。1.腹板的局部穩(wěn)定性計(jì)算分兩種情況處理：一種是正軌(包括半偏軌)箱形梁，局部壓應(yīng)力；另一種是偏軌箱形梁，局部壓應(yīng)力(輪壓作用在腹板上)。(1)橫向加勁肋間距a的確定①當(dāng)時(shí)，——腹板高，——腹板厚，——材料屈服極限。時(shí)，可不設(shè)置加勁肋。時(shí)，按結(jié)構(gòu)適當(dāng)增設(shè)加勁肋。②當(dāng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋，此時(shí)取。③當(dāng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋。當(dāng)時(shí)：a)當(dāng)時(shí)，取b)當(dāng)時(shí)，取c)當(dāng)時(shí)，取上式中可查下表2-4。表2-401001401802002202402602803003203403603801.16400420440460480500520540560580600620640表2-4中為腹板與受壓翼緣板接觸處的彎曲應(yīng)力如圖2-10所示。上式中(——最大剪力，對(duì)簡(jiǎn)支梁，為支反力)當(dāng)時(shí)：注：和查表2-5表2-5≤212362402109642229241710446422194291001107207644196515219334509311891808450900219171045087024816134508402671540450810289146745078031013944507503311324450720352125445069037111994506603871147450630上表中——局部壓應(yīng)力?！唹骸砭壈搴駷檐壍栏叨?。④當(dāng)時(shí)，此時(shí)除應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋，同時(shí)應(yīng)增設(shè)一條縱向加勁肋。當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，時(shí)，時(shí)，當(dāng)時(shí)，，上述當(dāng)計(jì)算出的值大于?；虺霈F(xiàn)負(fù)值時(shí)取即可。上式中的和如表2-6所示。表2-6≤712700569520709697560511706691541493700685529475694676517457685666505439676654494426667642487414658630480402649618471390640606462378630593453368618580444359606566435350596554426341587542417332578530408323⑤當(dāng)時(shí)，此時(shí)應(yīng)加橫向加勁肋，同時(shí)增設(shè)二道縱向加勁肋。按④部分和時(shí)公式計(jì)算確定。⑥時(shí)應(yīng)加橫向加勁肋和同時(shí)增設(shè)多道縱向加勁肋，這種情況為高腹板、大起重量、超大跨起重機(jī)時(shí)才這樣處理，詳細(xì)計(jì)算請(qǐng)見(jiàn)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)564頁(yè)相應(yīng)部分，一般不會(huì)出現(xiàn)這種情況。⑦腹板加勁肋的結(jié)構(gòu)要求和截面設(shè)計(jì)a)加勁肋間距的構(gòu)造要求只有橫向加勁肋時(shí)，，且不大于2m。同時(shí)設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)，，且不大于2m，需要加橫向短加勁肋時(shí)，，和均為，一般情況是加一個(gè)橫向加勁肋再加一個(gè)短橫向加勁肋。b)加勁肋的截面形式橫向加勁肋采用鋼板，縱向加勁肋采用扁鋼，角鋼等。c)加勁肋截面尺寸與慣性矩僅設(shè)橫向加勁肋時(shí)，如圖2-13所示。橫向加勁肋寬度(工字形主梁)(箱形主梁)橫向加勁肋厚度同時(shí)設(shè)有橫向、縱向加勁肋時(shí)橫向加勁肋除應(yīng)滿足間距要求時(shí)，還應(yīng)滿足應(yīng)具有一定慣性矩。要求——橫向加勁肋截面對(duì)腹板厚中心線的慣性矩?？v向加勁肋慣性矩當(dāng)時(shí)，時(shí)，——角鋼截面積——角鋼垂直形心線至腹板中心線距離2.受壓翼緣板局部穩(wěn)定性計(jì)算(1)——工字梁——不加縱向加勁肋(2)——箱形梁——不加縱向加勁肋(3)當(dāng)和時(shí)，應(yīng)加縱向加勁肋。縱向加勁肋應(yīng)保證有一定的慣性矩要求。——縱向加勁肋慣性矩，為縱向加勁肋面積乘以水平形心線至翼緣板水平中心線距離的平方?！v向加勁肋個(gè)數(shù)——翼緣板總寬——橫向加勁肋間距——翼緣板厚度(4)縱向加勁肋材料多采用扁鋼、角鋼和T字鋼等。四、通用橋式起重機(jī)端梁的設(shè)計(jì)計(jì)算通用橋式起重機(jī)端梁都是采用鋼板組焊成箱形端梁，并在水平面內(nèi)與主梁剛性連接。端梁承受有二種主要載荷：一是承受主梁的最大支承壓力；二是承受橋架偏斜側(cè)向載荷。，此時(shí)為起重小車行至主梁跨端，式中為一根主梁自重，為起重小車自重，為起重量。上述載荷將使端梁產(chǎn)生垂直彎矩和剪力，并認(rèn)為兩主梁的壓力相同。小車水平制動(dòng)載荷和端梁的自重影響很小，可忽略不計(jì)，端梁的受力圖如圖2-16所示。圖2-16中為輪距（基距），為兩主梁中心距，為車輪中心至主梁中心的距離。端梁計(jì)算將按圖2-16中的危險(xiǎn)截面Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ分別計(jì)算，Ⅰ-Ⅰ截面為端梁最大彎矩截面，Ⅱ-Ⅱ?yàn)橹С薪孛?，?Ⅲ為薄弱截面。1.Ⅰ-Ⅰ截面彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力：剪力Ⅰ-Ⅰ截面應(yīng)力剪應(yīng)力一般不大，可忽略不計(jì)。Ⅱ-Ⅱ截面彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力：Ⅱ-Ⅱ截面水平彎矩和垂直彎矩近似為零。Ⅱ-Ⅱ截面僅計(jì)算剪應(yīng)力。剪力式中——剪力——Ⅱ-Ⅱ截面的靜矩——Ⅱ-Ⅱ截面的水平慣性矩——Ⅱ-Ⅱ截面的腹板厚度Ⅲ-Ⅲ截面的水平彎矩和剪力均不大，可忽略不計(jì)算，主要驗(yàn)算連接螺栓的強(qiáng)度，詳見(jiàn)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》612頁(yè)（三）接頭計(jì)算。五、電動(dòng)單梁起重機(jī)主梁強(qiáng)度計(jì)算1.主梁跨中整體強(qiáng)度計(jì)算：式中：——葫蘆及小車自重，——起重量——整體彎曲應(yīng)力，其參數(shù)同雙梁起重機(jī)。2.工字鋼下翼緣局部彎曲應(yīng)力計(jì)算如圖2-18中的工字鋼下翼緣局部彎曲危險(xiǎn)點(diǎn)為1,3和5點(diǎn)中一點(diǎn)。1點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖2-19中和曲線，3點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖2-19中的和曲線，5點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖2-19中的曲線，方向，，，為方向。圖2-18圖2-19圖2-18中，(普形工字鋼，特也為普形工字鋼)，,,圖2-19中，,查值即得到相應(yīng)值。1點(diǎn)的局部彎曲應(yīng)力：式中：——輪壓——處翼緣平均厚度。y方向局部彎曲應(yīng)力與整體彎曲應(yīng)力同向，為x方向局部彎曲應(yīng)力。3點(diǎn)的局部彎曲應(yīng)力：5點(diǎn)的局部彎曲應(yīng)力：工字鋼下翼緣合成彎曲應(yīng)力計(jì)算：按第四強(qiáng)度理論公式計(jì)算：1點(diǎn)處合成應(yīng)力3點(diǎn)處合成應(yīng)力5點(diǎn)處合成應(yīng)力取中最大值為工字鋼下翼緣最大合成應(yīng)力。4、H鋼和箱形梁翼緣局部彎曲應(yīng)力計(jì)算對(duì)于圖