起重机金属结构设计知识点
起重运输机金属结构设计计算基础
起重运输机金属结构设计计算基础
第一节起重运输机金属结构计算载荷的分类作用于起重运输机金属结构上的载荷，根据载荷的不同特点，载荷出现的频繁程度分为基本载荷、附加载荷及特殊载荷三类。
一、基本载荷：指始终和经常作用在起重机结构上的载荷，即起重机正常工作时必然出现的载荷，包括：
1. 自重载荷P G：指起重机的结构、机械设备及电气设备等的重力（亦称固定载荷）。
2. 起升载荷P Q：指所能吊起物品的最大重力，俗称额定起重量。起升载荷不包括吊钩、吊环、吊梁等取物装置的重量，但可以更换的取物装置如抓斗、电磁吸盘、真空吸盘、集装箱属具等的重力应计算在起升载荷之中。起重机起升高度小于50米时，起升载荷可不计起升钢丝绳的重力。
3. 水平惯性载荷：指运行、回转或变幅机构起（制）动时引起的水平惯性载荷。
二、附加载荷：指起重机在正常工作状态下结构所承受的非经常性作用的载荷（在起重机正常工作时并非必然出现而是可能出现的载荷），包括：
1. 工作状态下的风载荷；
2. 有轨起重机偏斜运行时产生的侧向力
3. 根据实际情况决定需加以考虑的温度载荷、冰雪载荷及某些工艺性载荷。
三、特殊载荷：指起重机在非工作状态或试验状态时结构可能承受的最大载荷，或在工作状态下结构偶然承受的不利载荷，包括：
1. 非工作状态下的风载荷
2. 试验载荷；
3. 根据实际情况决定需加以考虑的安装载荷、地震载荷及某些工艺性载荷；
4. 工作状态下结构偶然可能承受的碰撞载荷P C；
5. 工作状态下结构偶然可能承受的带刚性起升导架的小车的倾翻水平力
。
第二节机构不稳定运动时的冲击动力载荷
起重机机械金属结构
起重机机械金属结构
简介
起重机是一种用于在工业和建筑等领域进行重
物起升和运输的机械设备。其机械金属结构是起
重机的关键局部之一，负责支撑和传输工作载荷。在本文中，我们将介绍起重机机械金属结构的
设计原那么、主要构件和材料选择等相关内容。
设计原那么
起重机机械金属结构的设计需要考虑以下原那么：
1.强度和刚度：机械金属结构需要具备足够
的强度和刚度，以承受起重机的工作载荷并保持稳定性。
2.可靠性和平安性：机械金属结构的设计应
考虑到起重机在工作过程中可能受到的各种力学作用和外界环境影响，确保起重机的可靠性和平安性。
3.轻量化和经济性：机械金属结构的设计应尽可能减少结构重量，提高机械性能，并降低
制造和运输本钱。
主要构件
起重机机械金属结构的主要构件包括：
1.起重机框架：起重机框架是起重机机械金属结构的主骨架，负责承载和分散工作载荷。
通常采用钢结构制造，具有良好的强度和刚度。
2.臂杆和吊钩：臂杆是起重机的伸缩和旋转装置，用于调整起重高度和范围。吊钩是用于吊装物体的装置，通常由重型钢材制成。
3.大臂和小臂：大臂和小臂是起重机机械金属结构的支撑臂，负责承载和分散工作载荷。它们通常由钢材制成，并具有适当的强度和刚度。
4.转台：转台是起重机机械金属结构的转动部件，用于实现起重机的旋转功能。转台通常由铸铁或钢制成，具有足够的强度和刚度。
5.根底和支撑结构：根底和支撑结构用于支
撑起重机机械金属结构，并将工作载荷传递到地面。它们通常由混凝土制成，具有适当的强度和稳定性。
材料选择
起重机机械金属结构的材料选择需要考虑以下因素：
第三章--起重运输机金属结构设计计算基础解析
2021/2/11
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四、运行冲击系数 4
当起重机运行时,由于道路或轨道不平（有接缝）
而使运动的质量产生铅垂方向的冲击作用。计算时应
将自重载荷和起升载荷乘以运行冲击系数 4。 有轨运行时, 按4 下式计算:
41.10.05 v8 h
(3-18)
式中 h──轨道接缝处两轨道顶面的高度差，mm;
v──运行速度，m/s。
1. 与起升载荷有关的冲击系数
起升载荷动载系数 2
突然卸载冲击系数 3
运行冲击系数 4
结构计算时,按载荷组合情况取其中一个 系数乘以起升载荷。
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2．起升载荷的作用方式及计算方法 移动集中载荷
桥、门式起重机的起升载荷以小车轮压的形式作用于 主梁或主桁架上:
PPXCPQG (3-25) (静载荷用于刚度计算)
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对桁架式龙门起重机,跨内部分的主桁架自重推 荐用下面的经验公式确定:
起重量Q=50～390KN时
G z h 0 .0 Q L 1 5 7 ( k )N （3-21）
起重量Q=400～750Kห้องสมุดไป่ตู้ 时
G zh 0.0Q 1 (L5) (kN)（3-22）
式中 Gzh──跨内主桁架的自重（kN）;
计算结构强度时, 取 工作状态下的最大偏摆角Ⅱ。
起重机类型
第05章 金属结构设计原则
第五章金属结构设计原则
第一节概述
金属结构是由型材、板材和铸锻件等金属制件通过一定的连接手段所制成并满足一定使用要求的工程结构。
起重机的金属结构是起重机的重要组成部分。它是整台起重机的骨架，用以装置起重机的机械、电器设备，支持被起吊的重物，承受和传递作用在起重机上的各种载荷。起重机依靠金属结构的支架作用而形成一定的作业空间；依靠金属结构外形的变化形成不同的机型以满足使用要求；依靠金属结构构件所组成的机构实现预定的运动规律。
起重机金属结构的工作特点是受力复杂、自重大、消耗材料多，对于港口大型起重机械，金属结构的自重往往是整机重量的70％以上，成本比例也较高。因此，在满足总体要求和性能要求的前提下，充分利用材料、减轻自重、简化工艺、降低成本，成为起重机金属结构设计制造的共同发展与研究方向。近年来，国内外对金属结构进行了大量的研究工作，出现了许多新的结构型式，使用了新的设计方法，创造了先进的制造工艺，使金属结构的设计和制造取得很大成就。
新版《起重机设计规范》（GB3811—XXXX）规定“起重机结构设计计算可采用许用应力法或极限状态法。当结构在外载荷作用下产生很大变形，内力和载荷呈非线性关系时，宜采用极限状态法。”但是长期以来，起重机金属结构设计中一直使用许用应力计算法。而在建筑行业，从上世纪80年代开始就已规定,“除疲劳计算外，结构设计采用以概率理论为基础的极限状态方法，用分项系数设计表达式进行计算。”极限状态法更准确地考虑了载荷作用性质，材料性能及结构工作特点等因素，使计算准确，能够充分地利用材料，与许用应力法相比较，能更好地反映结构（尤其是非线性结构）各构件或连接的实际安全度，因而能更好地保证所设计结构的合理性和可靠性。现行的许用应力设计法，仅有使用方便、计算简单、有一定的准确性和合理性，且在起重机金属结构设计中被长期广泛采用。但其缺点也是明显的，即对不同用途，不同性质的金属结构采用相同的安全系数，使其实际结构在可靠度意义下的安全性不是偏大就是偏小。有些算法不能反映实际状态或不完善，因此，应进一步研究的主要内容有：
第十章塔式起重机的金属结构
第十章塔式起重机的金属结构
塔式起重机是各种工程建设，特别是现代化工业与民用建筑中主要的施工机械。金属结构是塔式起重机的重要组成部分，通常，其重量占整机重量的一半以上，耗钢量大。作为整机的骨架，起重机的各种工作机构及零部件安装或支承在金属结构上，金属结构承受起重机的自重以及工作时的各种外载荷。因此，合理设计塔式起重机的金属结构，对减轻整机自重，提高性能，扩大功用和节省钢材都有重要意义。
第一节塔式起重机的金属结构及计算载荷
塔式起重机金属结构的基本组成构件包括：塔身、塔头或塔帽、起重臂架、平衡臂架（或活动支撑）、回转支承架、底架、台车架等（图10-1）。
对于特殊的塔式起重机，由于构造上的差异，部件也有所增减。
图10-1 上回转式塔式起重机图10-2 下回转式塔式起重机
1—行走台车；2—门架；3—塔身；
4—臂架；5—平衡臂架；6—塔顶；7—塔帽。
为了获得大的起升高度和工作幅度，臂架都连接在塔身的上端。平衡臂或活动支撑是为了减少塔身所承受的较大弯矩，通常连接在臂架反侧的塔身上端，塔身下端固定在底架上。
一、塔身结构
塔式起重机种类繁多，塔身结构亦有多种型式。按照塔身和臂架之间的相互关系，塔式起重机可分为上回转式和下回转式两大类（图10-1、10-2），其中，上回转式又可分为普通上回转式和自升式（图10-3）两种。
图10-3（a）附着式图10-3(b) 内爬式
（c）筒体式
图10-3 自升式塔式起重机
所谓上回转式塔式起重机，就是将回转部分装设在塔机的上部，塔身固定不动，这种塔身主要承受轴向力和弯矩。由于上部旋转，塔身不转，所以塔身的受力情况随臂架的不同方位而变化，塔身杆件应按最不利载荷工况计算。
第一章起重运输机金属结构研发设计计算基础
第一篇起重运输机金属结构设计计算基础
第一章概论
第一节起重运输机金属结构的作用和发展过程由金属材料轧制成的型钢（角钢、槽钢、工字纲、钢管等）及钢板作为基本元件，彼此按一定的规律用焊接的方法连接起来，制成基本构件后，再用焊接或螺栓将基本构件连接成能够承受外加载荷的结构物称为金属结构。例如常见龙门起重机的上部主梁和支腿、轮式起重机的动臂和底架等。
起重运输机金属结构的作用是作为机械的骨架，承受和传递起重运输机所负担的载重及其自身的重量。图1-1所示的双梁箱形龙门起重机，吊重Q通过起重小车1的运行轮传给上部主梁2，上部主梁2又传给支腿3，最终通过大车运行轨道传给基础。
图1-1 双梁箱形龙门起重机
1-起重小车；2-上部主梁；3-支腿。
金属结构是起重运输机的主要组成部分。不少起重机就是以金属结构的外形而命名的，如桥式起重机、龙门起重机、门座起重机、塔式起重机、桅杆起重机等。
起重运输机金属结构是出现较晚的一种结构。直到十九世纪后期，由于钢铁工业的发展，机器制造业的进一步完善，金属结构才得以迅速发展。最早的起重机是木制的，1880年德国制成了世界上第一台电力拖动的钢制桥式起重机。尔
后，欧美一些国家相继生产出由金属材料制成的桥式起重机和其它类型的起重机，其中包括低合金和铝合金结构的起重机。当时的起重机金属结构全部是铆接结构。
二十世纪以来，由于钢铁、机械制造业和铁路、港口及交通运输业的发展，促进了起重运输机械的发展。对起重运输机械的性能也提出了更高的要求。现代起重运输机械担当着繁重的物料搬运任务，是工厂、铁路、港口及其它部门实现物料搬运机械化的关键。因而起重运输机械的金属结构都用优质钢材制造，并用焊接代替铆接连接，不仅简化了结构，缩短了工期，而且大大地减轻了自重，焊接结构是现代金属结构的特征。
桥式起重机金属结构1
二、桥架的结构
（三）主梁下挠
5、主梁变形的测量及修复
动负荷试验
在静负荷试验合格后起升1.1倍额定负 荷,要同时开动起升机构,大车运动机构 和小车运动机构中的两个机构作正、 反向运转,累地时间不少于10分钟,各机 构应动作灵敏,平稳可靠,性能达到设计 要求。
二、桥架的结构
（三）主梁下挠
5、主梁变形的测量及修复
二、桥架的结构
（三）主梁下挠 2、主梁下挠的影响：
(2)对大车运行机构的影响: 大车运行机构采用集中传动的,在安装时具有一定的上拱度。目 前采用的齿轮联轴器允许转角0°30/,但是这允许量已被安装和 调整利用了一部分,若传动机构随主梁和走台大幅度的下挠,便会 引起联轴器牙齿折断,传动轴扭弯或者连接螺栓断裂。
(3)上拱度可增强主梁的承载能力，使主梁的受力状况得到改善。
二、桥架的结构
（三）主梁下挠
1、主梁的下挠
所谓下挠，就是主梁产生的向下弯曲的
永久变形，从原始高度算起。
弹性下挠：起重机吊负荷前后，主梁挠
度的变化值称为弹性变形。
永久下挠：无法恢复的变形。
双梁起重机吊起额定负荷后,主梁产生的最大弹性变形,不允许超 1 过跨度的 700 (由吊负荷前的实际上拱值算起)。 当主梁跨重下挠值达跨度的时 1 ，小车运行阻力将增加40%
二、桥架的结构
（三）主梁下挠
起重机械金属结构概要课件
金属结构在其他机械领域的应用拓展
工业机器人
金属结构作为机器人的主要承载部件，用于 实现机器人的运动和操作。
汽车制造
金属结构用于制造汽车的车身、底盘和零部 件。
航空航天
金属结构用于制造飞机和火箭等航空航天器 。
起重机械金属结构未来的发展方向与趋势
轻量化设计
通过优化设计和技术创新，实现金属结构的轻量化，提高起重机械的 作业效率和节能减排。
高强度材料
采用高强度钢材、铝合金等材料，提高金属结构的承载能力和使用寿 命。
智能化监测与维护
利用传感器和智能化技术，实现对金属结构的实时监测和预警，提高 起重机械的安全性和可靠性。
模块化设计
采用模块化设计，便于金属结构的拆装、运输和维护，降低使用成本 和提高生产效率。
THANKS。
起重机械金属结构概要课件
目 录
• 起重机械金属结构概述 • 起重机械金属结构设计 • 起重机械金属结构的制造与安装 • 起重机械金属结构的安全与维护 • 起重机械金属结构的应用与发展
01
起重机械金属结构概述
起重机械的定义与分类
定义
起重机械是一种用于垂直和水平 搬运重物的机械设备，广泛应用 于建筑、制造、物流等行业。
稳定性分析
对金属结构的整体和局部稳定性进行计算和 分析，防止因失稳而引发的安全事故。
03
[工学]第四章 起重运输机金属结构的连接
![[工学]第四章 起重运输机金属结构的连接](https://img.taocdn.com/s3/m/010ed7fe6f1aff00bed51e44.png)
第四章起重运输机金属结构的连接
起重运输机金属结构一般由若干杆件组成，杆件由钢板和型钢等构成，各杆件之间以及组成杆件的各钢板和型钢之间都必须用某种方式加以连接，使各组成部分形成整体而共同工作。经验证明，起重机金属结构的不少事故是发生在连接处，而连接处的加固比构件的加固更为困难，因此连接是金属结构的重要环节，必须对金属结构连接设计给予足够的重视。
起重运输机金属结构常用的连接方法有：铆接、焊接、螺栓连接和销轴连接等，其中焊接是目前起重机金属结构的主要连接方法。由于铆接具有工艺复杂、费工费料、削弱杆件的截面等缺点，随着焊接技术的不断发展和完善，在起重机金属结构中焊接已逐渐取代了铆接。因此，本章不再介绍铆接的构造和计算。
第一节焊接连接
焊接是20世纪初发展起来的新技术。焊接具有省工省料、不削弱杆件截面，易于采用自动化作业，并可用于复杂形状构件的连接等优点，焊接的缺点是质量检验费事、连接的刚度大，在内应力影响下容易引起结构的残余变形。焊接构件的厚度：对于碳素钢一般不超过40mm；对于低合金钢一般不超过30mm。
现代起重机金属结构所采用的焊接主要是电焊和气焊两类。电焊分为电弧焊、电阻焊（焊薄钢板）和电渣焊（焊厚度和截面较大的构件），其中以电弧焊应用最广。气焊主要用于焊薄钢板。
一、焊接接头的型式
连接两块板件的焊接接头主要有三种型式，即对接、搭接和顶接（T字形接头和角接头统称顶接），如图4-1。传递轴力的构件通常用对接接头或搭接接头；主要承受弯曲的组合箱形截面构件通常用顶接。
在接头设计时应避免焊缝立体交叉和在一处焊缝大量集中，同时焊缝应尽可能对称于构件的重心布置，尽量采用较小的焊缝尺寸。
起重机金属结构-第四章_轴心受力构件
是稳定性计算的关键
cr
1.两端铰支轴心受力构件的临界力和临界应力
由材力，挠曲线微分方程： d 2 y /d z 2 M (z )/E I (N * y )/E I
y''k2y 0 (N/ EI k2)
解以上二阶常系数线性齐次方程得通解：y=Asinkz+Bcoskz
系数A、B由边界条件：当z=0时,y=0,求得B=0
r ──增大截面外形尺寸
§4－4轴心受力构件的局部稳定性
一、局部稳定性概念
当实腹式轴心受压构件在未产生整体失稳前，薄板在压应力作 用下产生局部屈曲现象──成为轴心受压构件的局部失稳。
局部失稳后，屈曲部分退出工作，使受压构件整体承载能力下降， 并可能引起整体破坏。
二、轴心受压构件局部稳定性控制条件：（根据GBJ17-88）
N/A[cr]cr /ncr [cr /(nnk)](s/s) =[cr/(nk*s)]*(s /n) =[cr/(nk*s)][] =[] 所以， N/A≤ []
──轴心压杆稳定系数， cr /(nk*s)
由构件材料及长细比查P369－371，表5、6
（或考虑加筋）
b
e
且应使t（或δ）≥5~6mm
手工焊：取 b e≥ （且接近δ）
自动焊：取b e≥ 2 5 （通常：b e = 3 0 ）
起重机械金属结构特点及构造介绍
起重机械金属结构特点及构造介绍
下面本店铺为大家带来关于起重机械金属结构特点及构造介绍的相关内容，以供参考。
起重机械的金属结构是以金属材料轧制的型钢（如角钢、槽钢、工字钢、钢管等）和钢板作为基本构件，通过焊接、铆接、螺栓连接等方法，按一定的组成规则连接，承受起重机的自重和载荷的钢结构。
金属结构的重量约占整机重量的40%～70%左右，重型起重机可达90%；其成本约占整机成本的30%以上。
金属结构按其构造可分为实腹式（由钢板制成，也称箱型结构）和格构式（一般用型钢制成，常见的有根架和格构柱）两类，组成起重机金属结构的基本受力构件。这些基本受力构件有柱（轴心受力构件）、梁（受弯构件）和臂架（压弯构件），各种构件的不同组合形成功能各异的起重机。受力复杂、自重大、耗材多和整体可移动性是起重机金属结构的工作特点。
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起重机械金属结构Word版
起重机械金属结构
目录
1、典型金属结构的识别
2、主要受力焊缝及缺陷（裂纹）的识别
3、金属结构件螺栓和销轴连接型式及常见缺陷
一、典型金属结构的识别
（一）授课要求：
1、了解起重机械（桥、门式起重机、塔式起重机、门座起重机等）的主要组成；
2、了解（薄壁箱型结构、桁架结构）主要受力结构件基本型式、组成、作用及基本要求，受力模式，材料选用原则等；
3、了解主要受力构件缺陷（失稳、腐蚀、裂纹、变形）及报废条件。
4、了解《起重机械安全监察规定》中主要受力结构件的制造要求（二）情景例题
1、根据下图（通用桥式起重机薄壁箱型结构图）指出各序号所指结构件名称，并根据图中轨道布置位置说出该主梁的型式。①和②的作用分别是什么?起重机主要受力结构件可否委托加工，有何规定？
参考答案：
①大加筋板（横向加劲肋）②小加筋板（短横向加劲肋）③上盖板④水平加筋板（纵向加劲肋）⑤腹板⑥下盖板
型式：正轨箱型梁
①大加筋板的作用：保持腹板的局部稳定性。
②小加筋板的作用：使小车的轮压更直接地传到腹板上去，并进一步增加腹板的局部稳定性。
制造单位不得将主要受力结构件（主梁、主副吊臂、主支撑腿、标准节，下同）全部委托加工或者购买并用于起重机械制造。
主要受力结构件需要部分委托加工或者购买的，制造单位应当委托取得相应起重机械类型和级别资质的制造单位加工或者购买其加工的主要受力结构件并用于起重机械制造。
2、如图为桥式起重机主梁结构图。请问为什么主梁端部下盖板向上倾斜？水平加筋板的作用？并说明一般情况下上、下盖板的厚度有什么不同，为什么?
答：为了减轻重量，根据主梁的受力特点做成等强度梁，则腹板的下
起重机械金属结构
起重机械金属结构
目录
1、典型金属结构的识别
2、主要受力焊缝及缺陷（裂纹）的识别
3、金属结构件螺栓和销轴连接型式及常见缺陷
一、典型金属结构的识别
（一）授课要求：
1、了解起重机械（桥、门式起重机、塔式起重机、门座起重机等）的主要组成；
2、了解（薄壁箱型结构、桁架结构）主要受力结构件基本型式、组成、作用及基本要求，受力模式，材料选用原则等；
3、了解主要受力构件缺陷（失稳、腐蚀、裂纹、变形）及报废条件。
4、了解《起重机械安全监察规定》中主要受力结构件的制造要求（二）情景例题
1、根据下图（通用桥式起重机薄壁箱型结构图）指出各序号所指结构件名称，并根据图中轨道布置位置说出该主梁的型式。①和②的作用分别是什么起重机主要受力结构件可否委托加工，有何规定
参考答案：
①大加筋板（横向加劲肋）②小加筋板（短横向加劲肋）③上盖板④水平加筋板（纵向加劲肋）⑤腹板⑥下盖板
型式：正轨箱型梁
①大加筋板的作用：保持腹板的局部稳定性。
②小加筋板的作用：使小车的轮压更直接地传到腹板上去，并进一步增加腹板的局部稳定性。
制造单位不得将主要受力结构件（主梁、主副吊臂、主支撑腿、标准节，下同）全部委托加工或者购买并用于起重机械制造。
主要受力结构件需要部分委托加工或者购买的，制造单位应当委托取得相应起重机械类型和级别资质的制造单位加工或者购买其加工的主要受力结构件并用于起重机械制造。
2、如图为桥式起重机主梁结构图。请问为什么主梁端部下盖板向上倾斜水平加筋板的作用并说明一般情况下上、下盖板的厚度有什么不同，为什么
答：为了减轻重量，根据主梁的受力特点做成等强度梁，则腹板的下边和下盖板应做成抛物线形。但为制造方便，通常腹板中部为矩形，两端做成梯形，同时使下盖板两端向上倾斜。
起重机金属结构程文明第六章横向弯曲的实体构件——梁
第六章横向弯曲的实体构件──梁
在起重机金属结构中，梁主要是承受横向弯曲的构件。梁可分为型钢梁与组合梁。
设计出的梁首先必须坚固耐用，即满足强度、刚度和稳定性条件。此外，还应满足自重轻、省材料、制造安装简便和外形美观等要求。
第一节型钢梁
一、概述
各国用以做梁的型钢，一般为工字钢或槽钢。它的高度约由80mm至600mm。
采用单根工字钢做梁只适用于受力很小的情况，多数情况是对工字钢经过加强后再用作横向弯曲构件，即成为加强型的型钢梁，它应用于单梁式起重机上，电动葫芦沿工字钢下翼缘运行。
过去，通常采用带有垂直与水平桁架的格构式结构的加强型型钢梁，近年来多采用具有平滑表面的焊接箱形结构的加强型型钢梁。
目前，常用型钢梁的截面型式如图6-1所示：带有内侧倾斜翼缘的工字钢（图6-1a）；内侧倾斜翼缘的工字钢上面用两块倾斜板加强（图6-1b）；工字钢上面用四块倾斜钢板加强（图6-1c）；工字钢用水平槽钢加强（图6-1d）；轧制的或焊接的宽翼缘工字钢（图6-1e）；工字钢用焊接圆管加强（图6-1f）；工字钢用轧制的U型钢加强（图6-1g）；用钢板焊成箱形结构来加强工字钢（图6-1h）。
1
2
图6-1 型钢梁的截面型式
二、型钢梁的截面选择
当选定型钢梁截面型式之后，截面尺寸可按静刚度条件进行初选。对于移动载荷，由于小车轮距很小，可近似地按一集中载荷计算。型钢梁跨中的垂直静刚度按简支梁计算简图计算，其计算式为
[]700
483L
f EI PL f =
≤= （6-1）
根据刚度条件，型钢梁需要的截面惯性矩为
[]255
331094.6101.24870048PL L
起重机金属结构设计知识点
起重机金属结构设计知识点
第一章
1.由型钢和钢板作为基本元件,按一定的规律用焊接（或铆接、螺栓连接）的方法连接起来,能够承受载荷的结构件称为金属结构。
2. 金属结构的作用（简答）
作为机械的骨架,支承起重机的机构和电气设备,承受各部分重力和各机构的工作力。
将起重机的外载荷和各部分自重传递给基础。
3. 按照组成金属结构基本元件的特点，起重运输机金属结构可分为杆系结构和板结构。
按起重运输机金属结构的外形不同，分为门架结构、臂架结构、车架结构、转柱结构、塔架结构等。
按组成金属结构的连接方式不同，起重运输机金属结构分为铰接结构、刚接结构和混合结构。
起重运输机金属结构，按照作用载荷与结构在空间的相互位置不同，分为平面结构和空间结构。
4按结构件中的应力状态（名义应力谱系数）和应力循坏次数（应力循环等级）金属结构的工作级别分为A1～A8级。
5对起重机金属结构的基本要求：（简答）
（1）金属结构必须坚固耐用。即具有足够的强度、刚度和稳定性。（2）自重轻，省材料。（3）设计合理，结构简单，受力明确，传力直接。（4）便于制造、运输、安装、维修。（5）成本低，外形美观。
第二章
1. 起重运输机金属结构主要构件所用的材料有碳素钢、合金钢。金属结构的支座常用铸钢。
2 起重机金属结构工作的特点及材料的要求：
（1）工作繁重、承受动载及冲击载荷、工作环境恶劣。
（2）满足设计要求，同时考虑加工性、可焊性、低温脆断、时效性、防腐性等。
3 结构钢：按冶炼方法的不同，结构钢分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。按脱氧程度分类：镇静钢（符号Z，省略）；沸腾钢（符号F）；半镇静钢（符号b）。
桥架类型起重机的金属结构概述
桥架类型起重机的金属结构
桥架类型起重机是一种工作条件十分繁重的重型机械设备，其载荷复杂多变，作为整台起重机承载和连接骨架的金属结构，只有满足强度、刚度和稳定性的要求才能保证起重机的使用性能和安全。起重机安全工作的寿命主要取决于金属结构不发生破坏的工作年限，而不是由任何其他装置和零部件的寿命所决定。金属结构的破坏会给起重机带来极其严重的后果。
1．金属结构的基本部件和型式
根据受力特征不同，起重机的金属结构的部件可分三约梁和行架是主要承受弯矩的部件；柱是主要承受轴向压力的部件；压弯构件是既承受轴向压力又承受弯矩的部件。这些基本构件根据其受力和外形尺寸又可分别设计成格构式、实腹式或混合式的结构型式。
（1）实腹式构件主要由钢板组成，也称箱形构件，适用于载荷大、外形尺寸小的场合。承受横向弯曲的实腹杆件叫做梁，承受轴向压力的实腹构件叫做箱型柱。实腹式构件具有制造工艺简单（可采用自动焊）、应力集中较小、疲劳强度较高、通用性强、机构的安装检修方便等优点。缺点是自重较大、刚性稍差。
（2）格构式构件是由型钢、钢管或组合截面杆件连接而成的杆系结构。构件的自重轻，风的通过性好。缺点是制造工艺复杂，不便于采用自动焊，节点处应力集中较大。适用于受力相对较小、外形尺寸相对较大的场合。桁架是由杆件组成的受横向弯曲的格构式结构，是金属结构中的一种主要结构型式。
（3）混合式构件部分为实腹结构，部分为杆系结构。其特点和使用条件均介于格构式构件和实腹式构件之间。
2．金属结构的连接
金属结构的连接主要有焊接、铆接和螺栓连接三种方法。结构部件之间的连接，有时采用铰接，即两个相连的部件都有带孔的凸耳，用销轴穿过，实现两个部件之间的饺连接。
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起重机金属结构设计知识点
第一章
1.由型钢和钢板作为基本元件,按一定的规律用焊接（或铆接、螺栓连接）的方法连接起来,能够承受载荷的结构件称为金属结构。
2. 金属结构的作用（简答）
作为机械的骨架,支承起重机的机构和电气设备,承受各部分重力和各机构的工作力。
将起重机的外载荷和各部分自重传递给基础。
3. 按照组成金属结构基本元件的特点，起重运输机金属结构可分为杆系结构和板结构。
按起重运输机金属结构的外形不同，分为门架结构、臂架结构、车架结构、转柱结构、塔架结构等。
按组成金属结构的连接方式不同，起重运输机金属结构分为铰接结构、刚接结构和混合结构。
起重运输机金属结构，按照作用载荷与结构在空间的相互位置不同，分为平面结构和空间结构。
4按结构件中的应力状态（名义应力谱系数）和应力循坏次数（应力循环等级）金属结构的工作级别分为A1～A8级。
5对起重机金属结构的基本要求：（简答）
（1）金属结构必须坚固耐用。即具有足够的强度、刚度和稳定性。（2）自重轻，省材料。（3）设计合理，结构简单，受力明确，传力直接。（4）便于制造、运输、安装、维修。（5）成本低，外形美观。
第二章
1. 起重运输机金属结构主要构件所用的材料有碳素钢、合金钢。金属结构的支座常用铸钢。
2 起重机金属结构工作的特点及材料的要求：
（1）工作繁重、承受动载及冲击载荷、工作环境恶劣。
（2）满足设计要求，同时考虑加工性、可焊性、低温脆断、时效性、防腐性等。
3 结构钢：按冶炼方法的不同，结构钢分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。按脱氧程度分类：镇静钢（符号Z，省略）；沸腾钢（符号F）；半镇静钢（符号b）。
5.如：ZG 230 - 450
铸钢屈服限抗拉强度(MPa)
6.金属结构的联接分为焊接和螺栓联接二大类。
7.螺栓联接：普通螺栓联接和高强度螺栓联接。
8.轧制钢材（钢板、型钢）是制造起重机金属结构最基本的元件。
9.轧制钢材在工程图上的表示方法：
钢板：—厚×宽×长，如: —20×600×
1000
角钢：ㄥ边长×边长×边厚—长，如：等边角钢：ㄥ100×10—1000
不等边角钢：ㄥ80×100×10×
1000
槽钢：匚型号—长，或匚高×宽×翼板厚—长
如：匚40b—1000，或匚400×102×12.5×
1000
工字钢：工型号—长，或工高×宽×腹板厚—长
如：工20a—1000，或工200×100×7—
1000
钢管：Φ直径×壁厚—长，如：Φ100×10×1000
10.起重运输机金属结构的选材原则：（简答，适当扩展）
1. 金属结构的类型；
2. 载荷性质；
3. 工作温度；
4. 工作环境
11. 钢材的焊接性能与哪些因素有关？
可焊性主要受化学成分极其含量的影响。（碳当量）
12.普通碳素钢Q235是制造起重机金属结构最常用的材料。
第三章
1.基本载荷：指始终和经常作用在起重机结构上的载荷。
自重载荷PG：指起重机的结构、机械设备及电气设备等的重力。
起升载荷PQ：指起升质量的重力。
水平惯性载荷PH：指运行、回转或变幅机构启(制) 动时引起的水平惯性载荷。
2.附加载荷：指起重机在正常工作状态下结构所承受的非经常性作用的载荷。
包括：
工作状态下的风载荷PW,i；
有轨起重机偏斜运行侧向力Ps；
根据实际情况决定需加以考虑的温度载荷、冰雪载荷及某些工艺性载荷。
3.特殊载荷：在非工作状态或试验状态时起重机结构可能承受的最大载荷,或工作状态下结构偶然承受的不利载荷。
4. 起升冲击系数φ1：起升质量突然离地起升或下降制动时，自重载荷将产生沿其加速度
相反方向的冲击作用。
5. 起升载荷动载系数φ2：起升质量离地起升时，起升质量的惯性力将对起重机的承载结构和传动机构产生附加的动载荷作用。
6. 突然卸载冲击系数：当起升质量部分或全部突然卸载时，将对结构产生动态减载作用。
7. 运行冲击系数：当起重机运行时,由于道路或轨道不平（有接缝）而使运动的质量产生铅垂方向的冲击作用。
8. 与自重载荷有关的冲击系数：起升冲击系数φ1、运行冲击系数φ4。
9. 桁架结构自重视为节点载荷，作用于桁架节点上。实体结构的自重视为均布载荷。
10.与起升载荷有关的冲击系数
起升载荷动载系数
突然卸载冲击系数
3
ϕ
4
ϕ
运行冲击系数
11. 桥、门式起重机的起升载荷以小车轮压的形式作用于主梁或主桁架上。
12.臂架式起重机的起升载荷以集中载荷的形式作用在动臂端部。
13.作用于起重机金属结构的风载荷分为两类：
工作状态的风载荷：是起重机结构在正常工作状态下所能承受的最大计算风压;
非工作状态风载荷：是起重机结构不工作时所能承受的最大计算风压。
14. 载荷组合
载荷组合Ⅰ──基本载荷的组合。
载荷组合Ⅱ──基本载荷+附加载荷。
载荷组合Ⅲ──基本载荷+特殊载荷；或基本载荷+附加载荷+特殊载荷。
15.金属结构设计计算理论：许用应力计算法、极限状态计算法。
第四章
1. 起重运输机金属结构常用的连接方法有：铆接、焊接、螺栓连接和销轴连接等，其中焊接是目前起重机金属结构的主要连接方法。
2.起重机金属结构常用焊接方法：电焊（电弧焊、电阻焊、电渣焊）；气焊。
电弧焊又分为：手工焊；自动焊；半自动焊。
3.普通螺栓连接: 靠螺栓的抗剪和承压来传递外剪力。
高强度螺栓连接：
摩擦型高强度螺栓连接：仅靠构件间的摩擦力传递外剪力；
承压型高强度螺栓连接：靠构件间的摩擦力和螺栓的承压、剪切共同传递外剪力。
4. 连接两块板件的焊接接头主要有三种型式，即对接、搭接和顶接。
第五章
1.钢结构中的四种基本构件
轴心受拉构件和偏心受拉构件(拉弯构件)：需计算强度、刚度
轴心受压构件和偏心受压构件(压弯构件)：需计算强度、刚度、整体稳定、局部稳定２.从组成轴向受力构件的基本元件上，柱构件可分为可实体式柱和桁架式柱(格形柱)；
按沿柱长的断面情况也可分成等截面柱和变截面柱。
３.轴向受力构件通常由柱身、柱首和柱脚三部分组成。
４.轴心受拉构件的设计步骤：①按静强度、疲劳强度条件求杆件所需净截面面积Aj；
②求拉杆所需回转半径r及截面尺寸h、b；③根据Aj、h、b查型钢表，选择型钢
型号(或设计焊接截面的尺寸)，求出实际的Aj、rx、ry；④校核强度、刚度。若不满足强度、刚度条件，则重复步骤③～④。
５.提高板抗局部失稳的能力的方法：增加板厚δ；设纵向加劲肋，减小板宽b。
６.轴心受压构件设计计算步骤：①假定构件长细比λ，计算所需截面面积A；②求构件截面所需回转半径rx、ry及轮廓尺寸h、b：③按A、h、b及构造要求初选截面，同时考虑局部稳定性条件，求出实际的A、h、b及各板板厚。④校核强度、刚度、整体稳定和板的局部稳定，若不满足要求，重复步骤③～④。
第六章
１.型钢梁的强度校核：
跨中截面：移动载荷位于跨中时,计算该截面的正应力σ；
支座截面：移动载荷位于支座附近时,计算支座截面的剪应力τ。