吊車梁設(shè)計(jì)(2021年-2022年)

2021-2022吊車輪壓及輪距如圖 1-1吊車輪壓及輪距如圖 1-1所示：46503550圖1-1吊車輪壓示意圖1.2吊車荷載計(jì)算吊車荷載動(dòng)力系數(shù)1.05，吊車荷載分項(xiàng)系數(shù)Q。則吊車荷載設(shè)計(jì)值為豎向荷載設(shè)計(jì)值PQmax1.051.4 83.3=122.45kN橫向荷載設(shè)計(jì)值HQ0.12(Qng)=1.40.12(5 4=2.80kN1. 3內(nèi)力計(jì)算1．3．1 吊車梁中最大豎向彎矩及相應(yīng)剪力1） 吊車梁有三個(gè)輪壓（見(jiàn)圖 時(shí)，梁上所有吊車輪壓P的位置為：11 設(shè)計(jì)資料威遠(yuǎn)集團(tuán)生產(chǎn)車間， 跨度柱距總長(zhǎng)72吊車梁鋼材采用 Q235鋼，焊條為 E43型，跨度為 6m，計(jì)算長(zhǎng)度取 6m，無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)，支撐于鋼柱，采突緣式支座，威遠(yuǎn)集團(tuán)生產(chǎn)車間的吊車技術(shù)參數(shù)如表 2-1所示：臺(tái)數(shù)起重量級(jí)別表2-1鉤制吊車技術(shù)參數(shù)吊車跨度吊車總量小車重最大輪壓25t中級(jí)軟鉤28.5m19.2t1.8t8.5ta5 a5P a1P Pa2 PA BC3000 3000圖1-2 三個(gè)輪壓作用到吊車梁時(shí)彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖a1 B W

4650

3550

1100mma2 W 3550mmaa2 a56

35506

1100

408.3mm。自重影響系數(shù) 取則 C點(diǎn)的最大彎矩為：Mcmax= WMc

P(l2l

a)

5Pa15=1.03×

3 (36

0.408)2

122.45

1.100=284.94kNm2) 吊車梁上有兩個(gè)輪壓（見(jiàn)圖 1-3）時(shí)，梁上所有吊車輪壓 P的位置為：a4 a4PAC3000

P Pa1B3000圖1-3 三個(gè)輪壓作用到吊車梁時(shí)彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖a1 B W

4650

3550

1100mmaa1a4 275mm4則C點(diǎn)的最大彎矩值為：M M max W

P(l2l

a4)

22

122.45 6

0.275)2

=312.18kN m可見(jiàn)由第二種情況控制，則在 Mmax處相應(yīng)的剪力為VC=

P(l2l

a4)

2=1.03×

122.45 (36

WW

=114.51kN。吊車梁的最大剪荷載位置如圖 1-4，P P PA1100

3000

3550

3000

B1350圖1-4兩個(gè)輪壓作用到吊車梁時(shí)剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖R =1.03×(1.35

4.9

257.5kN,V

257.5kN。A 6 6 max水平方向最大彎矩H c 2.80 312.18MH PMmax=122.45 1.03

=6.93

kNm。14 截面選擇梁高初選容許最小高度由剛度條件決定，按容許撓度值 (v

l600

)要求的最小高度為：hmin

]l

l]10v

6mm

0.6

215

6000

600

106

464.4mm由經(jīng)驗(yàn)公式估算梁所需要的截面抵抗矩W f

max

1.2

312.18215

106

1.74

36梁的經(jīng)濟(jì)高度為：36h 73W

300

7 1.74 10

300

541.93mm。取h 600mm確定腹板厚度hw經(jīng)驗(yàn)公式確定： tw11

60011

2.23mm按抗剪強(qiáng)度要求： tw

V 1.2

257.5 103

4.12mmfv

600 125取tw 10mm確定翼緣尺寸為使截面經(jīng)濟(jì)合理，選用上下截面不對(duì)稱工字型截面。 所需翼板總面積按下式計(jì)算：A

2(W

twhw)

2 (1.74

106

10 600)

3800mm2hw 6 600 6上下翼緣按總面積 60%及40%分配。上翼緣面積 2280mm2下翼緣面積 1520mm2初選上翼緣

-330

2面積

3960mm2

-230

（面積

2760mm2）翼板的自由外伸寬度

235fy

15 12

235235

180mm

165mm翼板滿足局部穩(wěn)定要求，同時(shí)也滿足軌道連接320mm(無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)）的要求，取下翼緣寬230mm,厚度為12mm,初選截面如圖 1-5所示0 1d=23.5 d=23.5675 061. 5 截面特性2毛截面特性2

125 125 21圖1-5吊車梁截面1A 576

330

250

12480mmy 330 12

594

230 12 6 576 10 300

328.3mm0330 123

124801Ix 330 1212

(600

328.3

6)2

23012

123

230 12

(328.3

6)21 10 57612

576

(328

600)2

7.302

108m上翼緣對(duì)中和軸的毛截面面積矩S 330 12

(600

6 328.3)

(600

12 328.3)2 102

1.398

106mm3上翼緣最外纖維截面模量W7.302 108WX

2.688

106mm3(600 上翼緣對(duì)y軸的截面特性I 1 12y 12

3303

3.594

mm4，W

1 126

3302

2.18

105mm32y凈截面特性2y

2 22)

230

576

11952mmyn0

(330

2 22)

12 594 230 12 6

576 10

300

316.5mm11952Inx

1 (33012

2 22)

123

(330

2 22) 12

(600

316.5

6)2

1 12

123230

(316.5

6)

1 12

5763

576

(316.5

600)220.69 109mm4W上 0

109

2.43

106mm3W下

0.69

109

2.18

106mm3（nx（600

316

nx316.5上翼緣對(duì)y軸的截面特性：AnIny

2 2 22)123432mm212 3303222 12 12522.77107mm4112Wny

2 3.65330

107

2.21

105mm316 吊車梁截面承載力驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算正應(yīng)力上M上Wnx

M

106662.43 10

1065610

159.83

215

mm2下翼緣正應(yīng)力M

f 215

mm2W下Wnx剪應(yīng)力

2.18

106計(jì)算支座處剪應(yīng)力1.2

1.2

103

53.65

fv 125

mm2hwtw局部壓應(yīng)力

576 10采用QU120鋼軌，軌高170mm。lz a

5hy

2hR

50 5 12

2 170

；集中荷載增大系數(shù)

1.0，計(jì)算的腹板局部壓應(yīng)力為P c

122.45

103

27.21N

mm2

f 215

mm2twlz折算應(yīng)力

10 450腹板與受壓翼緣交點(diǎn)處需要計(jì)算折算應(yīng)力，為計(jì)算方便偏安全的取最大正應(yīng)，2c力和最大剪應(yīng)力驗(yàn)算。則折算應(yīng)力為，2c

N

mm2

53.65N

mm22 2eq c

3 159.832

27.212

159.83

27.21

3 53.652174.85

mm2

1f 1

215

236.5

mm2f——當(dāng) 與 c同號(hào)時(shí)， f取1.1梁的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算l1 6000b 330

18 13應(yīng)計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性，因集中荷載作用在跨中（跨中無(wú)側(cè)向支承）附近的上翼緣，l1l1 t600012h330576

2.01b 0.73

0.18

0.73

0.18

0.379

0.798I12330I1233033.5937 107mm41223031.2167 107m1121I212I1bI1 I2

0.747b 0.8

(2 b

0.8 (

0.395iyI1 I2iyA

(3.5937

1.2167)12480

107

62.08mml1y i

6000

96.65梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)：4320 AhWb b 2 1Wy x

2bytwb4.4h0.798

4320

12480

600

296.65 10

0.3951.50

0.6

2.688

106

4.4 600b/ b

b

1.07

0.2821.50

0計(jì)算整體穩(wěn)定性Mmax MH

312.18 106

6.93

106

163.47

mm2

215

mm2WW/WWb x y

0.882

106

2.18

105滿足要求腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算576tw 10

57.6

23580fy

80，因有局部壓應(yīng)力，則應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋，在腹板的兩側(cè)對(duì)稱布置。加勁肋的間距應(yīng)滿足

0.5h0

a 2h00.5h0

0.5

576

2 576

288mm

a 1152mm取加勁肋間距為

a 1000mm。加勁肋截面尺寸按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定外伸寬度：bs

4030

576 4030

，取bs

90mm。厚度：ts

15 15

取為6mm。為了減少焊接殘余應(yīng)力，避免焊縫的應(yīng)力過(guò)分集中， 橫向加勁肋的端部應(yīng)切去寬約3

（但不大于 0mm，高

（但不大于 60mm）的斜角，在該設(shè)計(jì)中2切角取寬30mm，高45mm。加勁肋計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 1-6所示175 17595 95530 214 090 6

85 5 1圖1-6加勁肋計(jì)算簡(jiǎn)圖受壓翼緣自由外伸長(zhǎng)度 與其厚度t之比為：330 102t 12

13

15 235 fy

局部穩(wěn)定滿足要求疲勞驗(yàn)算該吊車為中級(jí)工作制吊車，因此只需要采取以下措施來(lái)滿足疲勞強(qiáng)度的要求：上翼緣與腹板采用焊透的 T形對(duì)接焊縫，質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)。加勁肋下端一般在距吊車梁下翼緣 （受拉翼緣）50mm~100mm處斷開(kāi)，不與受拉翼緣焊接，以改善梁的抗疲勞性能。本設(shè)計(jì)中取 80吊車梁橫向加勁肋的上端應(yīng)與上翼緣刨頂緊并焊接。撓度計(jì)算等截面簡(jiǎn)支吊車梁計(jì)算撓度時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算， 由荷載計(jì)算出的設(shè)計(jì)值換算成標(biāo)值并乘以動(dòng)力系數(shù)，則計(jì)算吊車梁的撓度為：豎向最大撓度lvx Mxl

312.18 106

60002

5.08 [ l ]

26滿足。2l 10EIx

10

103

108

1.4

10002橫向水平荷載作用產(chǎn)生的撓度2vy Myl

6.93 10 623 762

2.29 [ l

] 6滿足l 10EIy

10 206 10 3.594 10

1.05

1.4

100017 連接計(jì)算上翼緣板與腹板連接焊縫采用焊透的 T 形對(duì)接焊縫連接，因其與母材強(qiáng)相同，強(qiáng)度可不驗(yàn)算。下翼緣與腹板連接焊縫ffW 160Nmm2ff下翼緣截面對(duì)中和軸的面積距230

(328.3 6)

106mm3fwh Vmax fw

257.5 103

0.889548

106

1.40mm2 ft I

2

160

108下翼緣實(shí)際采用 hf 6mm。上翼緣與柱的連接螺栓計(jì)算采用 8.8 級(jí)高強(qiáng)度摩擦型螺栓，并采取噴砂處理摩擦面，抗滑移系數(shù)取0.45?？紤]到一個(gè)吊車輪作用于此處，按一個(gè)吊車輪的橫向水平力作用計(jì)算：H 2.80kN按柱寬及螺栓排列要求采用

2M16螺栓，每螺栓承載力設(shè)計(jì)值

P 80kN)bNv 0.9 nf b

1 0.45

32.4kN滿足要求。支座加勁肋與腹板的連接焊縫3設(shè)hf3

，hf

Rmaxw

25710

1.02mm

，采用0.7

n lw f

0.7

4 (576 2

160hf 6mm。18 支座加勁肋計(jì)算取突緣支座加勁板的寬度為

180mm

伸出翼緣下面 18mm小于2t=20mm 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 1-7110150圖1-7 支座加勁肋計(jì)算簡(jiǎn)圖承壓面積： Ace180 10 1800m