吊车梁设计
10t吊车梁的设计参数
10t吊车梁的设计参数
10t吊车梁的设计参数主要包括以下几个方面：
1. 跨度：根据作业场景和需求，跨度可以从几米到几十米不等。
2. 梁高：通常指吊车梁从地面到梁顶的高度，根据具体使用环境和设计要求而定。
3. 吊车梁截面尺寸：根据吊车的载重和跨度等要求，选择合适的截面尺寸以满足强度和稳定性要求。
4. 吊车轨道：吊车轨道的型号和尺寸应与吊车的载重和跨度相匹配，同时要考虑轨道的安装方式和固定方式。
5. 吊车电机和减速器：根据吊车的载重和跨度等要求，选择合适的电机和减速器以满足起吊要求。
6. 安全装置：包括起重量限制器、起重力矩限制器、防碰撞装置等，以确保吊车的安全使用。
此外，10t吊车梁的设计参数还包括吊车梁的材质、防腐处理、使用寿命等方面的要求，这些要求应根据具体的使用环境和设计要求而定。
在设计和使用过程中，还需要考虑吊车梁的安装和拆卸方便性、维护和保养等方面的因素。
吊车梁设计
吊车梁系统结构组成吊车梁设计吊梁通常简单地支撑（结构简单，施工方便且对轴承不敏感）常见形式为：钢梁（1），复合工字梁（2），箱形梁（3），起重机桁架（4）等。
吊车梁上的负载永久载荷（垂直）具有横向和横向方向的动载荷具有重复作用的特征，并且容易引起疲劳破坏。
因此，对钢的高要求，除抗拉强度，伸长率，屈服点等常规要求外，还要确保冲击韧性合格。
吊车梁结构系统的组成1.吊梁2.制动梁或制动桁架吊车梁的负载吊车梁直接承受三个载荷：垂直载荷（系统重量和重量），水平载荷（制动力和轨道夹紧力）和纵向水平载荷（制动力）。
吊车梁的设计不考虑纵向水平荷载，而是根据双向弯曲进行设计。
垂直载荷，横向水平载荷和纵向水平载荷。
垂直载荷包括起重机及其重量以及起重机梁的自重。
当起重机通过导轨时，冲击将对梁产生动态影响。
设计中采用增加车轮压力的方法。
横向水平载荷是由轨道夹紧力（轨道不平整）产生的，它会产生横向水平力。
起重机负荷计算根据载荷规范，起重机水平横向载荷的标准值应为横向小车的重力g与额定起重能力的Q之和乘以以下百分比：软钩起重机：Q≤100kN时为20％当q = 150-500kn时为10％Q≥750kn时为8％硬钩起重机：20％根据GB 50017的规定，重型工作系统起重机梁（工作高度为a6-a8）由起重机摆动引起的作用在每个车轮压力位置上的水平力的标准值如下：吊车梁的内力计算计算吊车梁的内力时，吊车荷载为移动荷载，首先，应根据结构力学中影响线的方法确定每种内力所需的起重机负载的最不利位置，然后，计算在横向水平载荷作用下的最大弯曲力矩及其相应的剪切力，支座处的最大剪切力和水平方向上的最大弯曲力矩。
在计算吊车梁的强度，稳定性和变形时，应考虑两台吊车；疲劳和变形的计算采用起重机载荷的标准值，而不考虑动力系数。
1.首先，根据影响线法确定载荷的最不利位置；2.其次，计算吊车梁的最大弯矩和相应的剪力，支座处的最大剪力以及横向水平荷载下的最大弯矩。
吊车梁设计
2
M kyl
2
10 EI y1
l 2200
Mkx—竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩, Mky—跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载 标准值作用下所产生的最大弯矩，
Iy1——制动结构截面对形心轴Y1的毛截面惯性
矩。
对制动桁架应考虑腹杆变形的影响，Iyl乘以0.7 的折减系数。
Mkx
1 Pk l P 轮压标准值 k 4
距离的移动集中荷载，而荷载的位置决定吊车梁
的内力，荷载移动到什么位置时，使吊车梁中的 内力达到最大，这就需要确定最不利轮位，使得 吊车在该位置时内力最大。
1.最大弯矩Mmax,最大剪力Vmax
二个轮子作用于梁上时(图所示)：
a1 a2 最大弯矩点(C点)的位置为： 4
最大弯矩为：
c M max
Vmax
5.3 吊车梁的截面选择
1.高度h
2.腹板厚度 3.翼缘尺寸
1.高度h
1）最大高度hmax---满足建筑净空要求。
2）最小高度hmin---满足刚度要求。
3）经济高度hs---满足受力条件下最经济。
式中：
——截面抵抗矩
------ 为竖向荷载作用下的绝对最大弯矩
2.腹板厚度tw
a.经验公式
1. 腹板加劲肋设置
2. 加劲肋的构造要求 （1）配置横向加劲肋 腹板两侧成对配置横向加劲肋时：
h0 外伸宽度： bs 30 40mm
bs / 3( 40)
bs / 2 60
横向加劲肋的厚度： t bs s
15
bs
单侧配置横向加劲时：
外伸宽度：增加20％ 厚度：≥外伸宽度1/15
2
2
A6 A8 d 1.10
3.4.吊车梁设计
注意：
当吊车梁采用制动桁架时，需要计算附加轴力和局部弯矩。
附加轴力的计算：用桁架内力分析方法计算 M y max N b1 制动桁架节间局部弯矩按以下近似公式：
轻中级工作制吊车：
M y1
a d
TH d 4
TH
重级工作制吊车：
M y1 TH d 3
3.4.5 焊接实腹式吊车梁的截面选择
计算力及吊车台总数组合表
计算项目
F Q 1Pk , max
T 1.4 ( Q Q1 ) / n
计算力
轻、中级吊车 重级吊车
吊车台数组合
吊车梁及制动结 构的强度和稳定 轮压处腹板局部 压应力、腹板局 部稳定
F Q 1 Pk , max
T 1.4 ( Q Q1 ) / n
下撑式
桁架式
2.7.1 吊车梁系统的组成
吊车梁系统：
吊车梁（吊车桁架） 制动结构 制动梁 制动桁架
制动桁架 辅 助 桁 架 水平支撑 垂直支撑 吊 车 梁 吊车梁 制动梁 加劲肋
制动结构的作用： 承受横向水平力 侧向支承上翼缘，保证吊车梁的整体稳定 制动梁可兼作检修平台
制动桁架 吊车梁
天窗架
3、刚度验算
按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算，且不乘动 力系数。 吊车梁的竖向挠度：
M kxl v [v ] 10EI x
2
式中：[v]——吊车梁的容许挠度 轻级桥式吊车：l/800 中级桥式吊车：l/1000
重级桥式吊车：l/1200
注意：
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定：对于工 作级别为A7、A8吊车的制动结构，计算其水平挠度，按效 应最大的一台吊车的荷载标准值计算，且不乘动力系数。
中、重型厂房结构设计-吊车梁的设计
吊车梁的施工工艺流程
施工准备
根据设计图纸和施工要求，进行现场 勘查，确定吊车梁的安装位置和基础 结构。
01
02
基础制作
根据设计要求，进行吊车梁的基础制 作，包括混凝土浇筑、钢筋绑扎等。
03
吊车梁安装
将吊车梁按照设计要求进行安装，确 保其位置和标高符合设计要求。
质量检测
对吊车梁的安装质量进行检测，包括 其位置、标高、平整度等，确保符合 设计要求和相关规范。
吊车梁的功能
吊车梁的主要功能是支撑和固定吊车 的轨道，承受吊车的运行载荷，并将 载荷传递至厂房的承重结构上，确保 吊车的正常运行和使用安全。
吊车梁的类型与选择
吊车梁的类型
根据制作材料的不同，吊车梁可分为钢吊车梁、钢筋混凝土吊车梁等。根据使用场合和承载能力的不同，又可分 为轻型、中型和重型吊车梁。
吊车梁的选择
选择何种类型的吊车梁应根据厂房的跨度、高度、使用需求以及经济性等因素综合考虑。例如，钢吊车梁具有自 重轻、承载能力强、安装方便等优点，适用于大跨度、高净空的厂房；钢筋混凝土吊车梁则具有承载能力较高、 耐久性好、造价较低等优点，适用于中等跨度和高度的厂房。
吊车梁设计的原则与要求
吊车梁设计的原则
吊车梁设计应遵循安全可靠、经济合理、技术先进的原则， 确保吊车梁能够承受各种可能的载荷组合，满足厂房的正常 使用和安全性能要求。
04
吊车梁的抗震设计
吊车梁的抗震设防目标
防止吊车梁在地震中发生严重破坏，确保厂房的正常使用和 安全。
保证吊车在地震中的安全运行，防止因吊车梁破坏而引起的 设备损坏或人员伤亡。
吊车梁的抗震措施
选择合适的材料
采用高强度钢材，提高吊车梁的承载能力和抗变 形能力。
吊车梁设计
吊车在吊车梁上运动产生三个方向的动力荷载：竖向荷载、横向水平荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。
纵向水平荷载是指吊车刹车力，其沿轨道方向由吊车梁传给柱间支撑，计算吊车梁截面时不予考虑。
吊车梁的竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。
吊车沿轨道运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车梁振动。
特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。
因此在计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应乘以动力系数。
对悬挂吊车（包括电动葫芦）及工作级别A1~A5的软钩吊车，动力系数可取1.05；对工作级别A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车，动力系数可取为1.1。
吊车的横向水平荷载由小车横行引起，其标准值应取横行小车重量与额定起重量之和的下列百分数，并乘以重力加速度：1）软钩吊车：当额定起重量不大10吨时，应取12%；当额定起重量为16~50吨时，应取10%；当额定起重量不小于75吨时，应取8%。
2）硬钩吊车：应取20%。
横向水平荷载应等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨道垂直，并考虑正反两个方向的刹车情况。
对于悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受，可不计算。
手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接（吊车梁、制动结构、柱相互间的连接）的强度时，由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因，在轨道上产生卡轨力，因此钢结构设计规范规定应考虑吊车摆动引起的横向水平力，此水平力不与小车横行引起的水平荷载同时考虑。
二、吊车梁的形式吊车梁应该能够承受吊车在使用中产生的荷载。
竖向荷载在吊车梁垂直方向产生弯矩和剪力，水平荷载在吊车梁上翼缘平面产生水平方向的弯矩和剪力。
吊车的起重量和吊车梁的跨度决定了吊车梁的形式。
吊车梁一般设计成简支梁，设计成连续梁固然可节省材料，但连续梁对支座沉降比较敏感，因此对基础要求较高。
吊车梁的常用截面形式，可采用工字钢、H 型钢、焊接工字钢、箱型梁及桁架做为吊车梁。
(整理)吊车梁设计
1、吊车梁设计1. 1 设计资料威远集团生产车间，跨度30m ，柱距6m ，总长72 m,吊车梁钢材采用Q235钢，焊条为E43型，跨度为6m ，计算长度取6m ，无制动结构，支撑于钢柱，采用突缘式支座，威远集团生产车间的吊车技术参数如表2-1所示：表2-1 吊车技术参数台数 起重量 级别 钩制 吊车跨度 吊车总量 小车重 最大轮压 25t中级软钩28.5m19.2t1.8t8.5t吊车轮压及轮距如图1-1所示：46503550图1-1吊车轮压示意图1. 2 吊车荷载计算吊车荷载动力系数05.1=α，吊车荷载分项系数Q γ=1.40。
则吊车荷载设计值为竖向荷载设计值 Q P γα⋅=m a x P ⋅=1.05⨯1.4⨯83.3=122.45kN 横向荷载设计值 =H Qγn g Q )(12.0+⋅=1.4⨯48.9)8.15(12.0⨯+⨯=2.80kN1. 3 内力计算1．3．1 吊车梁中最大竖向弯矩及相应剪力1） 吊车梁有三个轮压（见图1-2）时，梁上所有吊车轮压∑P 的位置为：PPPPBCAa230003000a5a5a1图1-2 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图mm W B a 1100355046501=-=-= mm W a 35502==mm a a a 3.4086110035506125=-=-=。
自重影响系数β取1.03，则 C 点的最大弯矩为：cM max =W β⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--∑125)2(Pa l a l P =1.03×⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯--⨯⨯100.145.1226)408.03(45.12232 =284.94m kN ⋅2) 吊车梁上有两个轮压（见图1-3 ）时，梁上所有吊车轮压∑P 的位置为：PPBCAa130003000Pa4a4图1-3 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图mm W B a 1100355046501=-=-=mm a a 275414==则C 点的最大弯矩值为：c M max =Wβl a l P ∑-24)2( =1.03×6)275.03(45.12222-⨯⨯=m kN ⋅18.312 可见由第二种情况控制，则在max M 处相应的剪力为CV =W βla lP ∑-)2(4=1.03×6)275.03(45.1222-⨯⨯=114.51kN 。
吊车梁设计
一、吊车梁所承受的荷载吊车在吊车梁上运动产生三个方向的动力荷载：竖向荷载、横向水平荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。
纵向水平荷载是指吊车刹车力，其沿轨道方向由吊车梁传给柱间支撑，计算吊车梁截面时不予考虑.吊车梁的竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。
吊车沿轨道运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车梁振动。
特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。
因此在计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应乘以动力系数.对悬挂吊车（包括电动葫芦）及工作级别A1~A5的软钩吊车，动力系数可取1.05；对工作级别A6～A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车,动力系数可取为1.1。
吊车的横向水平荷载由小车横行引起,其标准值应取横行小车重量与额定起重量之和的下列百分数,并乘以重力加速度：1)软钩吊车：当额定起重量不大10吨时,应取12％；当额定起重量为16～50吨时，应取10%；当额定起重量不小于75吨时，应取8％.2）硬钩吊车：应取20％。
横向水平荷载应等分于桥架的两端,分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨道垂直，并考虑正反两个方向的刹车情况。
对于悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受，可不计算。
手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接（吊车梁、制动结构、柱相互间的连接）的强度时，由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因,在轨道上产生卡轨力，因此钢结构设计规范规定应考虑吊车摆动引起的横向水平力,此水平力不与小车横行引起的水平荷载同时考虑。
二、吊车梁的形式吊车梁应该能够承受吊车在使用中产生的荷载。
竖向荷载在吊车梁垂直方向产生弯矩和剪力，水平荷载在吊车梁上翼缘平面产生水平方向的弯矩和剪力。
吊车的起重量和吊车梁的跨度决定了吊车梁的形式。
吊车梁一般设计成简支梁，设计成连续梁固然可节省材料，但连续梁对支座沉降比较敏感，因此对基础要求较高.吊车梁的常用截面形式，可采用工字钢、H 型钢、焊接工字钢、箱型梁及桁架做为吊车梁.桁架式吊车梁用钢量省，但制作费工,连接节点在动力荷载作用下易产生疲劳破坏，故一般用于跨度较小的轻中级工作制的吊车梁.一般跨度小起重量不大（跨度不超6米，起重量不超过30吨）的情况下,吊车梁可通过在翼缘上焊钢板、角钢、槽钢的办法抵横向水平荷载，对于焊接工字钢也可采用扩大上翼缘尺寸的方法加强其侧向刚度。
24吊车梁的设计
A6～A8级吊车梁应进行疲劳验算 1.受拉翼缘的连接焊缝处 2.受拉区加劲肋端部 3.受拉翼缘与支撑连接处 的主体金属
4.连接的角焊缝
4
2 1
3
采用一台起重量最大吊车的荷载标准值， 不计动力系数，按常幅疲劳问题计算。
αfΔσ≤[Δσ] Δσ—应力幅，Δσ=σmax-σmin； [Δσ]—循环次数n=2×106次时的容许应
计算刚度时按自重和起重量最大的一台吊车的 荷载标准值计算，且不乘动力系数。
竖向挠度：
v Mkxl2 [v] 10EIx
对于重级工作制吊车梁除计算竖向的刚度外， 还应按下式计算其水平方向的刚度。
水平挠度：
u Mkyl2 l 10EIy1 2200
Mkx—竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩； Mky—跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载
2.4 吊车梁的设计
❖吊车梁的荷载 ❖吊车梁的截面组成 ❖吊车梁的连接 ❖吊车梁截面的验算
2.4.1 吊车梁的荷载
➢竖向荷载: P ➢横向水平荷载: T
➢纵向水平荷载: Tc
（通过柱间支撑传至基础）
P Tc P Tc
T
T
(1)吊车竖向荷载（最大轮压） 作用在吊车梁上的最大轮压设计值：
Pmax1.4Pk,max
增设辅助桁架、水平支撑和 垂直支撑。 L≥12m(A6～A8) L≥18m(A1～A5)
竖向荷载
吊车梁
横向水平荷载
制动桁架
制动桁架 吊车梁
2.4.3 吊车梁的连接
原则：吊车梁上翼缘的连接应以能够可靠地与柱传 递水平力，而又不改变吊车梁简支条件。
1.吊车梁上翼缘与 柱的连接 高强螺栓连接 抗疲劳性能强受压翼缘型）:
用于吊车起重能力Q≤30t， 跨度l≤6m， 工作级别为A1~A5的吊车梁。
钢结构厂房吊车梁设计
钢结构厂房吊车梁设计在钢结构厂房的设计中，吊车梁是一个至关重要的组成部分。
它承担着吊车在运行过程中产生的垂直和水平荷载，并将这些荷载传递给厂房的柱和基础，对整个厂房结构的安全性和稳定性起着关键作用。
接下来，让我们详细探讨一下钢结构厂房吊车梁的设计。
吊车梁所承受的荷载主要包括吊车的自重、吊重、运行时的冲击荷载以及横向和纵向的水平荷载等。
这些荷载的组合和取值需要根据相关的规范和标准进行准确计算，以确保吊车梁在使用过程中具有足够的强度和刚度。
在设计吊车梁时，首先要合理选择其截面形式。
常见的截面形式有工字型钢梁、箱型梁等。
工字型钢梁制造简单、施工方便，在中小跨度的吊车梁中应用广泛；箱型梁的抗扭性能较好，适用于跨度较大或对梁的抗扭要求较高的情况。
材料的选择也是设计中的重要环节。
一般选用高强度的钢材，如Q355 或 Q390 等。
钢材的质量和性能直接影响到吊车梁的承载能力和耐久性。
吊车梁的强度计算包括正应力、剪应力和局部承压应力的计算。
正应力要考虑弯矩的作用，剪应力则与剪力有关，局部承压应力主要出现在吊车轨道与梁的接触部位。
同时，还需要进行整体稳定性和局部稳定性的验算，以防止梁在受力过程中发生失稳现象。
除了强度和稳定性，吊车梁的刚度同样不容忽视。
过大的变形会影响吊车的正常运行和厂房结构的安全性。
通常通过控制吊车梁的挠度来保证其刚度要求，挠度限值应符合相关规范的规定。
在连接设计方面，吊车梁与柱的连接通常采用高强螺栓连接或焊接。
连接节点的设计要保证传力明确、可靠，并且便于施工和维护。
吊车梁之间的拼接也需要精心设计，以确保拼接部位的强度和刚度不低于梁的其他部位。
吊车梁的疲劳问题也是需要特别关注的。
由于吊车的频繁运行，吊车梁会承受反复的荷载作用，容易产生疲劳损伤。
因此，在设计中要对吊车梁的疲劳性能进行验算，并采取相应的构造措施来提高其抗疲劳能力，比如采用合理的焊缝形式、减少应力集中等。
为了提高吊车梁的耐久性，还需要进行防腐和防火处理。
吊车梁设计(钢结构)
2.1吊车梁系统的组成2.2吊车梁上的荷载2.3吊车梁内力计算2.4吊车梁截面验算(4)其他荷载(2)吊车横向水平荷载(1)吊车竖向荷载(3)吊车纵向水平荷载(1)简支吊车梁(2)连续吊车梁2.4.2强度计算2.4.1一般规定2.4.3腹板及横向加劲肋强度补充计算2.4.4整体稳定计算2.4.5刚度计算2.4.6疲劳计算122.5吊车梁连接计算及构造要求2.5.4其它构造要求2.5.1梁腹板与翼缘板连接2.5.2支座加劲肋与腹板、翼缘板连接2.5.3吊车梁与柱的连接2.7 车挡2.6吊车轨道3横行小车吊车梁柱吊车桥架4吊车是厂房中常见的起重设备，按照吊车的利用次数和荷载大小，国家标准《起重机设计规范》(GB3811)将其分为八个工作级别，称为A1～A8。
工作制等级轻级中级重级特重级工作级别A1～A3A4、A5A6、A7A8工作制等级和工作级别的对应关系许多文献习惯将吊车以轻、中、重和特重四个工作制等级来划分，它们之间的对应关系如下：5《起重机设计规范》GB3811-1983附录A6●吊车梁(或吊车桁架)●制动结构●辅助桁架●支撑1-吊车梁；2-制动梁；3-制动桁架；4-辅助桁架；5-水平支撑；6-垂直支撑吊车梁及制动结构的组成组成：7吊车梁类型：按计算简图：●简支梁●连续梁按构造：●焊接梁●高强度螺栓桁架梁●栓-焊梁按构件类型：●实腹梁●型钢截面●焊接工字形截面●箱形截面●上行式直接支承吊车桁架：●上行式间接支承吊车桁架：吊车轨道直接铺设在桁架上弦上桁架梁上弦放置节点间短梁，以承受吊车荷载●吊车桁架8制动结构：●制动梁●制动桁架●承受横向水平荷载，保证吊车梁的整体稳定●可作为人行走道和检修平台作用：宽度：●应依吊车起重量﹑柱宽以及刚度要求确定。
●一般不小于0.75m 。
●宽度≤1.2m 时，常用制动梁●宽度＞1.2m 时，宜采用制动桁架制动结构选用：对于硬钩吊车的吊车梁，其动力作用较大，均宜采用制动梁。
某地区50t吊车梁详细设计结构施工图纸
10t吊车梁的设计参数
10t吊车梁的设计参数
摘要：
1.10t 吊车概述
2.10t 吊车梁的设计参数
2.1 跨度高度
2.2 吊钩适用范围
2.3 车身自重
正文：
1.10t 吊车概述
10t 吊车是一种广泛应用于室内外工矿企业、铁路运输、钢铁化工、机械加工、港口码头、物流周转等部门和场所的起重设备。
它可以帮助用户完成各种吊装作业，提高工作效率。
2.10t 吊车梁的设计参数
2.1 跨度高度
10t 吊车梁的跨度高度是指吊车梁在安装后，两侧支撑点之间的距离。
跨度高度直接影响到吊车的吊装范围和作业效率。
不同的吊车梁跨度高度适用于不同的作业场景，用户需要根据实际需求选择合适的跨度高度。
2.2 吊钩适用范围
吊钩是吊车梁的重要组成部分，它的选用需要考虑吊车的使用场景和吊装物品的重量、体积等因素。
10t 吊车梁通常配置适用于机械加工、装配车间、金属结构车间、冶金等行业的吊钩。
2.3 车身自重
车身自重是指吊车梁、金属结构、电气设备等部分的总重量。
车身自重会影响到吊车的稳定性和承载能力。
一般来说，10t 吊车的车身自重在400 吨左右，不同厂家和型号的吊车可能有所差异。
第30讲吊车梁设计国家级精品课程课件
4. 疲劳验算:
构造措施： .应采用塑性和冲击韧性好的钢材； .尽量避免截面急剧变化而产生过大的应力集中； .避免冷弯、冷压等冷加工，凡冲成孔应进行扩钻，以消除
孔边 的硬化区； .对重级工作制吊车梁的受拉翼缘边缘，当采用手工气割或 剪切机切割时，应沿全长刨边，消除硬化边缘和表面不平 现象。
国家级精品课程—钢结构设计
第30讲— 吊车梁设计
吊车梁的截面组成:
.单轴对称工字形截面
吊车额定起重量 Q≤30t； 跨度 L≤ 6m；
工作级别A1 ~A5级。
1
国家级精品课程—钢结构设计
第30讲— 吊车梁设计
.带制动梁的吊车梁 :
吊车梁上翼缘 制动梁 制动板
槽钢
竖向荷载P
吊车梁
横向水平荷载T
制动梁
轮压影响范围外：
、 c 和T均为梁上同一点在同一轮位下的应力。
—应力分布不均匀系数; 1—系数，当 与 c异号时，取 1=1.2；当 与Gc 同号或Gc=0时，取 1=1.1
17
国家级精品课程—钢结构设计
第30讲— 吊车梁设计
2.整体稳定验算
设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体 稳定得到保证，不需验算。加强上翼缘的吊车梁，
制动梁的宽度： ≤1200mm；
2
国家级精品课程—钢结构设计
第30讲— 吊车梁设计
.带制动析架的吊车梁 :
吊车梁上翼缘 制动桁架 角钢腹杆
双角钢翼缘
竖向荷载P 横向水平荷载T
吊车梁 制动桁架
L≥ 12m(A6~A8)或L≥ 18m(A1~A5) 对边列柱吊车梁，应增设辅助桁架、 水平支撑和垂直支撑。
制动桁架的宽度： ≥ 1200mm；
吊车梁设计
吊车梁系统结构的组成吊车梁设计吊车梁一般是简支的(构造简单,施工方便,对支座沉降不敏感)常见的形式有：型钢梁(1)、组合工字型梁(2)、箱形梁(3)、吊车桁架(4)等。
吊车梁所受荷载永久荷载（竖向）动力荷载，其方向有横向、水平向，特点是反复作用，容易引起疲劳破坏。
因此，对钢材的要求较高，除了对抗拉强度、伸长率、屈服点等常规要求外，要保证冲击韧性合格。
吊车梁结构系统的组成1、吊车梁2、制动梁或者制动桁架吊车梁的荷载吊车梁直接承受三个方向的荷载：竖向荷载（系统自重和重物）、横向水平荷载(刹车力及卡轨力)和纵向水平荷载（刹车力）。
吊车梁设计不考虑纵向水平荷载，按照双向受弯设计。
竖向荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载。
竖向荷载包括吊车及其重物、吊车梁自重。
吊车经过轨道接头处时发生撞击，对梁产生动力效应。
设计时采取加大轮压的方法加以考虑。
横向水平荷载由卡轨力产生（轨道不平顺），产生横向水平力。
吊车荷载计算荷载规范规定，吊车横向水平荷载标准值应取横行小车重力g与额定起重量的重力Q之和乘以下列百分数：软钩吊车：Q≤100kN时, 取20％Q＝150～500kN时, 取10％Q≥750kN时，取8％硬钩吊车：取20％GB50017规定，重级工作制（工作级别为A6～A8）吊车梁，由于吊车摆动引起的作用于每个轮压处的水平力标准值为：吊车梁的内力计算计算吊车梁的内力时，由于吊车荷载为移动荷载，首先应按结构力学中影响线的方法确定各内力所需吊车荷载的最不利位置，再按此求出吊车梁的最大弯矩及其相应的剪力、支座处最大剪力、以及横向水平荷载作用下在水平方向所产生的最大弯矩。
计算吊车梁的强度、稳定和变形时，按两台吊车考虑；疲劳和变形的计算，采用吊车荷载的标准值，不考虑动力系数。
1、移动荷载作用下的计算，首先根据影响线方法确定荷载的最不利位置；2、其次，求出吊车梁的最大弯矩及相应剪力、支座处最大剪力，横向水平荷载作用下的最大弯矩3、进行强度和稳定计算时，一般按两台吊车的最不利荷载考虑；疲劳计算时则按一台最大吊车考虑。
吊车梁设计
吊车梁：吊车梁是支撑桥式起重机运行的梁结构。
梁上有吊车轨道，起重机通过轨道在吊车梁上来回行驶。
简介：吊车梁是支撑桥式起重机运行的梁结构。
梁上有吊车轨道，起重机通过轨道在吊车梁上来回行驶。
为节省钢材，中国多采用钢筋混凝土吊车梁，其结构形式可为现浇整体式或预制装配式。
分类：地下厂房中的吊车支承结构除地面厂房中通常采用的吊车梁、柱结构形式外，还有：(1)悬挂式吊车梁，吊车梁悬挂在厂房顶拱的拱座上；(2)岩锚式吊车梁，吊车梁用锚杆、锚索锚固于岩壁上；(3)岩台式吊车梁，吊车梁敷设在岩台上；(4)带形牛腿吊车梁，在整体式钢筋混凝土衬砌上伸出带形牛腿作为吊车梁。
悬挂式、岩锚式和岩台式吊车梁结构的最大优点是不建吊车柱，可在厂房硐室尚未向下扩大开挖时提前施工吊车梁，提早组装吊车，还可以减小厂房的开挖跨度。
规范要求：1 焊接吊车梁的翼缘板宜用一层钢板，当采用两层钢板时，外层钢板宜沿梁通长设置，并应在设计和施工中采取措施使上翼缘两层钢板紧密接触。
2 支承夹钳或刚性料耙硬钩吊车以及类似吊车的结构，不宜采用吊车桁架和制动桁架。
3 焊接吊车桁架应符合下列要求：在桁架节点处，腹杆与弦杆之间的间隙A不宜小于50MM，节点板的两侧边宜做成半径R不小于60MM的圆弧；节点板边缘与腹杆轴线的夹角Θ不应小于30。
节点板与角钢弦杆的连接焊缝，起落弧点应莹少缩进5MM；竹点板与H形截面弦杆的T形对接与角接组合焊缝应子焊透，圆弧处不得有起落弧缺陷，其中重级工作制吊车桁架的圆弧处应予打磨，使之与弦杆平缓过渡。
杆件的填板当用焊缝连接时，焊缝起落弧点应缩进至少5MM，重级工作制吊车桁架杆件的填板应采用高强度螺栓连接。
吊车梁翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板和引出板的焊透对接焊缝，引弧板和引出板割去处应户打磨平整。
焊接吊车梁和焊接吊车桁架的工地移段拼接应采用焊接或高强度螺栓的摩擦型连接。
吊车梁横向加劲肋的宽度不宜小于90MM。
在支座处的横向加劲肋应在腹板两侧成对设置，并片与梁上下翼缘刨平顶紧。
吊车梁的设计
一、轮压就是轮子传到钢轨上的压力.最大轮压是指起吊额定载荷小车运行到一端,这一端的轮压,最小轮压是指吊钩空载小车运行到另一端,这一端的轮压。
二、工业厂房计算吊车梁及其连接强度时，吊车竖向荷载应乘以动力系数。
三、1 建筑结构设计的动力计算，在有充分依据时，可将重物或设备的自重乘以动力系数后，按静力计算设计。
2 搬运和装卸重物以及车辆起动和刹车的动力系数，可采用1.1～1.3；其动力荷载只传至楼板和梁。
3 直升机在屋面上的荷载，也应乘以动力系数，对具有液压轮胎起落架的直升机可取
1.4；其动力荷载只传至楼板和梁。
四、荷载系数
吊车纵向和横向水平荷载
吊车纵向水平荷载标准值，按作用在一边轨道上所有制动轮的最大轮压之和的10%采用。
吊车横向水平荷载标准值，取横行小车重量与额定起重量之和的下列百分数，并乘以重力加速度g。
软钩吊车：当额定起重量不大于10t时，取12%；当额定起重量为16～50t时，取10%；当额定起重量不小于75t时，取8%。
硬钩吊车：取20%。
其横向荷载等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨道垂直，并考虑正反两个方向的制动情况。
吊车梁设计
吊车梁的截面选择一.截面尺寸的确定：(1).梁的高度：①.经济要求：梁的平面内最大弯矩设计值：M xmax=464700000N·MM,支座处的最大剪力V max=梁选用钢材材质Q235,f=215N/mm2fv=Q345,f=315N/mm2fv=f=315N/mm2fv=梁需要的截面抵抗矩：W= 1.2*M xmax/f=1770286梁的经济截面高度：H=7*(W)^(1/3)-300=547②.刚度要求：对中级且Q<500KN,[l/w]=600,梁的跨度l=6000mm超过此限[l/w]=750取[l/w]=600,[w/l]=0.001667梁刚度要求的最小高度：Hmin=0.56*f*l/([w/l]*106)=③.建筑净空要求：H≤建筑净空要求根据以上三条要求确定吊车梁的高度，H=700mm二.腹板厚度Tw的确定：①.经验公式：T w=7+3h=10mm②.根据抗剪要求：T w≥ 1.2V max/h w fv= 2.9630843mm③.局部挤压应力的要求：数据准备：考虑动力系数的一个车轮的最大轮压a P max=136集中荷载增大系数，对轻、中级工作制吊车梁Y=1.0,对重级工作制吊车梁Y=1.35Y=1g Q= 1.4钢轨高度：140mm,吊车梁翼缘厚度t（暂估）：轨顶至腹板计算高度上边缘的距离：h y=钢轨高度+吊车梁翼缘厚度t=车轮对腹板边缘挤压应力的分布长度，取L z=2h y+50=358T w≥aYg Q P max/(l w*f)=2mm根据以上三条要求暂估T w=8mm三.翼缘尺寸：翼缘所需的面积：A1=W x/H w-1/6HwTw=1696.6947根据翼缘的局部稳定判断翼缘不考虑局部稳定的最大宽度：b=336根据上面的翼缘最大宽度取b=330mm下翼缘厚度取10mm，下翼缘宽度Bb=300mm本吊车梁尺寸取如下值：吊车梁高度H=700mm上翼缘宽度Bt=330mm上翼缘厚度Tt=14mm下翼缘宽度Bb=300mm下翼缘厚度Tb=10mm腹板厚度Tw=8mm腹板高度Hw=676mm 根据上值转入《吊车梁截面计算》工作簿.支座处的最大剪力V max=310.63KN125N/mm2185N/mm2185N/mm2(板厚≤16mm) mm3mm636mm腹板高度暂定H w=680mmKN工作制吊车梁Y=1.3514mm车梁翼缘厚度t=154mmmmmm。
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1设计资料简支起重机梁，跨度为12m，工作吊车有两台，均为A5级DQQD 型桥式起重机，起重机跨度L=10.5m，横行小车自重g=3.424t。
起重机梁材料采用Q235钢，腹板与翼缘连接焊接采用自动焊，自动梁宽度为1.0m。
最大轮压标准值FK=102kN.起重机侧面轮压简图如下：1.内力计算(1)两台起重机作用下的内力。
竖向轮压在支座A产生的最大剪力，最不利轮位只可能如下图所示：由图可知：243.53KN )3.635.01(12121102KN V K.A=++⨯⨯=即最大剪力标准值243.53KN.V kmax = 竖向轮压产生的最大弯矩轮压如图所示:最大弯矩在C 点处，其值为mm a 800102316501024050102=⨯⨯-⨯=KN 2.631120006400KN 0213R A =⨯⨯=m KN 38.31605.4102KN -4.6KN 2.631M K C ⋅=⨯⨯=计算起重机梁及制动结构强度时应考虑油起重机摆动引起的横向水平力，产生的最大水平弯矩为：()kNngQ M yk 2.3238.63148.9270.14424.312.038.631%12=⨯⨯+⨯=⨯+⨯= (2) 一台起重机作用下的内力最大剪力如图所示：169.6kN )21(7.951/12kN 021V K1=+⨯⨯=最大弯矩如图所示：kN 8.48124.988kN 0212R A =⨯⨯= m kN 0.234m 988.4kN 8.48M kc1⋅=⨯=在C 点处的相应的剪力为：kN 8.48R V A K C1==计算制动结构的水平挠度时应采用由一台起重机横向水平荷载标准值Tk （按标准规范取值）所产生的挠度：()kN kN n g Q T k 2.548.9270.14424.312.0%12=⨯+⨯=+=水平荷载最不利轮位和最大弯矩图相同，产生的最大水平弯矩m kN m kN M yk ⋅=⋅⨯=56.211022.50.4231（3）内力汇总，如下表A1-A5的软钩起重机，动力系数为1.05，起重机荷载分项系数为1.4，恒荷载分项系数为1.2 3. 截面选择钢材为Q235，估计翼缘板厚度超过16mm ，故抗弯强度设计值为2205mm N f =;腹板的厚度也不超过16mm ，故抗弯强度为2125mm N f V =.(1）梁高h 。
需要的截面系数为2326max 1059022059.0109.967mm mm f M W x nx ⨯=⨯⨯==α由一台起重机竖向荷载标准值产生的弯曲应力为22361/3.75/105902102.444mm N mm N W M nx xk k =⨯⨯==σ 由刚度条件确定的梁截面最小高度为mm l v l E h T k10531200012001020653.75][53min =⨯⨯⨯⨯==σ 梁的经济高度mm W h nxs 1022)105902(224.034.0=⨯⨯== 取腹板高度mm h w 1000= （2）腹板高度 由抗剪要求mm mm f h V t v w x w 5.31251000103.3732.12.13max =⨯⨯=≥由经验公式的0.95.3/10005.3/===w w h t 取mm t w10=（3）翼缘板厚度b 和厚度t ，需要的翼缘板截面积约为2231423510001061100010590261mm mm h t h W A w w w nx f =⨯⨯-⨯=-=因起重机钢轨用压板与起重机梁上翼缘连接，故上翼缘在腹板两侧有螺栓孔。
另外本设计时宽度为9m 的中级工作制起重机梁，用设制动梁。
因此也应该有水平拦截的螺栓孔。
设上下翼缘的螺栓孔直径mm d 200=，cm h b 29~17)3151(=-=，取cm b cm b 24,3421==cm b A t f 45.14.223435.424.221=⨯-=⨯-=。
取t=2.0cm=20mm15235235155.82172/1=<==t b (满足局部稳定要求） （4）制动板的设计制动板选用8mm 厚花纹钢板，制动梁外侧翼缘选用32b 槽钢（426.335,29.54cm I cm A y ==） （5）截面几何特性（如图所示）。
起重机梁截面X-X 轴至上下翼缘最外纤维的距离分别为：22162241100234cmA =⨯+⨯+⨯=∑cm y 3.47216)11002(224)502(10012341=++⨯⨯++⨯+⨯⨯=cm y 7.562.471042=-=起重机梁的毛截面惯性矩为：4332323380260)3.472104(1100101121)17.56(2242241213.46234234121cm I x =-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=净截面惯性矩(假设X-X 与毛截面的相同）423623613.47222cm I I x nx =⨯⨯⨯-=起重机梁抗弯净截面系数：3263917.56362361cm W nx == 制动梁净截面积：29.1829.548.0852)2234(cm A n =+⨯+⨯⨯-=制动梁截面重心至起重机梁腹板中心之间的距离：cm x 6.509.1821009.545.558.085=⨯+⨯⨯=制动梁y1-y1轴的毛截面惯性矩：4232231316604)6.505.55(8.085858.0121)6.50100(9.546.3356.50234234121cm I y =-⨯⨯+⨯⨯+-⨯++⨯⨯+⨯⨯=制动梁对起重机梁上翼缘外边缘点的抗弯净截面系数：[]322143626.5017)96.50()6.509(22316604W cm ny =+-++⨯⨯-=4.截面验算 (1)验算强度上翼缘正应力2233633612057.136104362101.45107661109.967mm N mm N mm mm N mm mm N W M M ny Y nx <=⨯⋅⨯+⨯⋅⨯=+Ｗｘ切应力2243125mm 0.41mm 245310)20473()10473(203401010380260103.337m m N f N N t I S V v w x x =<=⨯⨯-+-⨯⨯⨯⨯⨯==）（τ腹板2123c 2056.36)205130250(1005.14.1101021m mN f m m N m m m m m m m m N l t Fz w =<=⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==ψσ33176613.473623613.47cm cm I W nx nx ===（2）整体稳定验算:因有制动梁，不需验算起重机梁的整体稳定性。
（3） 刚度验算 起重机梁的竖向相对挠度3444236110][][108.610380260102061012000102.44410--=<⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⋅⨯==l v m m m m N m m m m N EI l M l v T x xk制动梁的水平挠度:22001107.3103166041020610120001056.2110543611<⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∙=-y yk EI l M l u 由于跨度不大，梁截面沿长度不予改变。
5.翼缘与腹板的连接焊缝（1）腹板与上翼缘的连接采用焊透的T 形对接焊缝，焊缝质量不低于二级。
不必计算。
（2）腹板与下翼缘的连接采用角焊缝，需要的焊脚尺寸为mmmm mmmm mm N mm N I v f h xx w f f 2.11038026055720240103.3731604.11S 4.1144321=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=≥采用mm mm t mm 7.6205.15.18h f ==≥=6.腹板加劲肋设计因受压翼缘连有制动板，可以认为扭转收到完全约束。
因1702352351701001010000=≤==w t h ，只需设置横向加劲肋。
设间距a=1200mm ，全跨有10个板段。
（1）靠近跨中的板段，在最大弯矩附近的应力()()KN V c 8.931022.16305.02.105.11022.1634.105.1=-⨯⨯⨯+-⨯=23038.9101000108.93V mm N mmmm N t h w c =⨯⨯==τ23360max 5.12110401000107661109.967M mm N mmmm mm mm N h h W nx =⨯⨯⋅⨯==σ23c 6.36)205130250(1005.14.110102t F mm N mm mm mm mm N l z w =⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯==σ各自的临界应力由85.056.02352351770b <==wt h λ 21cr 205mmN f ==σ由2.18.089.0235235)(434.541200但小于>=+=a h t h ws λ ()[]21188.059.01mmN f V s cr =--=λτ2.19.089.0235235)83.1(4.139.1028300但小于>=-+=h a t h w c λ()[]21.N 1979.079.01mmf c cr c =--=λσ0.154.011838.91976.362055.12122.<=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛cr cr c cr ττσσσσ 通过。
（2）靠近支座的端部板段，可假定,V V 0max ==，σ则233.3710mm 1000N 103.373mm N mm=⨯⨯=τ c σ不变，验算稳定0.129.01183.371976.3322.<=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛cr cr c cr ττσσσσ 通过。
（3）中间横向加劲肋截面(腹板两侧成对配置）。
外审宽度 mm mm mm mm h b s 3.734030100040300=+=+≥ 取90mm 厚度 mm mm b t s s 690151151=⨯== 选用截面——690⨯。
(4)支座加劲肋。
支座处设突缘加劲肋，其截面选用mm mm 20300⨯-。
伸出翼缘15mm<2t=20mm稳定性验算：验算在腹板平面外的稳定。
275115230cm A =⨯+⨯=434500302121cm I z =⨯⨯= cm A I i z x 75.7754500=== 9.1275.71000===cmcm i h x λ 由9.12235235=λ，查钢结构设计手册，得987.0=ϕ（b 类轴心受压截面，不考虑扭转效应）。