载荷计算及结构设计准则

§2.2载荷的计算组合
起重机的基本载荷、附加载荷和特殊载荷不可能同时起 重机结构上，那些载荷同时出现的概率与起重机的种 类、使用场合和工作情况有关。 所以载荷组合的原则就是： 根据起重机的实际使用工况，将同一工况下可能同时 出现的载荷进行组合，以此作为结构设计的依据。 一，载荷组合的种类 a）A——无风工作情况； b）B——有风工作情况； c）C——受特殊载荷使用的工作情况和非工作情况； 每类载荷情况中，与可能出现的使用情况相对应，又有 若干个可能的具体载荷组合。
§2.1.10碰撞载荷的确定和计算
十，碰撞载荷及其动载效应 计算依据：刚性假定。 1 2 E mV 1，碰撞轨道终端缓冲器 c 2 c 1 1 1 2 2，互撞情况 m 1 E c m 1Vc2 m V 1 2 c2 2 2 2 Vc1、Vc2V 2

m2 V2
m 1m 2 Vc 1 Vc 2
§2.1.1自重载荷的确定和计算
可根据经验、试验和采取适当理论模型分析得到。也可按照以下数 据计算： 1）对于轮胎式和汽车式起重机 ——运行速度<=0.4m/s，υ4=1.1； ——运行速度>0.4m/s，υ4=1.3; 2）对于履带式起重机； ——运行速度<=0.4m/s，υ4=1.0 ——运行速度>0.4m/s，υ4=1.1 3）对于轨道式起重机 ——轨道接头状态良好，υ4=1.0； 4 1.1 0.058vy h ——轨道接头状态一般， Vy——运行速度，单位m/s； h——轨道接头处的高度差，单位mm；
产生的原因： 1）车轮组的制造误差。 2）车轮组的安装误差。 （同轴度、垂直度和平行 度） 3）轨道的安装误差。（跨 度不准、轨道不直） 4）运行阻力不同。
§2.1.4偏斜载荷的确定和计算
计算方法：
1 Ps P 2
λ———侧向载荷系数,与跨度S和 基距B(或有效轴距c)的比值有关, 见下图 Σ P——起重机承受侧向载荷一侧 的端梁上与有效轴距有关的相应车 轮经常出现的最大轮压之和(与小 车位置有关。此处Σ P不是“最不 利轮压”“极限轮压”,而是指运 行状态下的最大轮压,不考虑各种 动力系数。
2m 1 m 2
2Ec nS


理论上的碰撞力PCi
1）线性特性的缓冲器
P ci
2 Ec C n
§2.1.10碰撞载荷的确定和计算
2， 常力特性
Pci Ec nS
碰撞速度的确定 1）无可靠限速和减速安全装置时，85%的大车 速度，100%小车速度。 2）实际碰撞速度>50%的额定速度
§2.2在起重机械中的应用
静位移：ys=y0+λ0 动位移，则由简化后的动力学模型并考虑操作因素的
影响后求得：
yd cv

( y0 0 )
g
C—操作参数 ;δ—结构质量影响参数.
1+ Φ2的定义计算的
y0 m1 ( )2 m2 y0
Φ2=y/ys=1+yd/ys=1+cv
§2.1.2起升载荷的确定和计算
2）运行冲击系数υ4——考虑运行机构路径不平路面或轨 道接头时所造成的起升载荷的动载效应。 与自重载荷υ4的相同处理方法。 3）突然卸载冲击系数——起升质量部分或全部脱卸时、 对结构产生的动态减载作用。 υ3=1- m (1 3 ) m

Δm——突然脱卸质量； m——起升质量； β3—类别系数：抓斗起重机β3=0.5 电磁起重机β3=1.0
§2.1.8偶然载荷中的其他载荷
八，冰雪载荷
对于某些地区,应当考虑雪和冰载荷。也应考虑由于 冰、雪积结引起受风面积的增大。见（建筑设计规范 ）
九，温度载荷
一般情况不考虑温度载荷;但在某些地区,如果起重机 在安装时与使用时温度差异很大，或者跨度较大的超 静定结构(如跨度达⒛m以上的双刚性支腿的门式起重 机),则应当考虑因温度变化引起结构件膨胀或收缩受到 约束所产生的载荷,本项载荷的计算可根据用户提供的 有关资料进行。
§2.1.4偏斜载荷的确定和计算
各种组合车轮组轮压和的示意图
§2.1.6坡道载荷的确定和计算
六，起重机的坡道载荷,是指位于斜坡(道、轨)上的起重 机自重载荷及其额定起升载荷沿斜坡(道、轨)面的分力 。坡道载荷可能是运行的阻力(上坡),也可能是运行的 动力(下坡)。在运行机构、回转机构的计算以及整机抗 倾覆稳定性计算时,需要考虑坡道载荷。 起重机的坡道载荷按下列规定计算: (1)流动式起重机:需要计算时,按路面或地面的实际情况考 虑; (2)轨道式起重机:当轨道坡度不超过0.5%时不考虑坡道载 荷,否则按出现的实际坡度 计算坡道载荷。
以上是计算法向惯性力和切向惯性力的通式。 所有法向惯性力的合力称为法向惯性力的主矢。其大小 等于总质量与其质心法向加速度的积；切向惯性力的 主矢等于回转部分的总质量与质心的切向加速度的积。
2 2 P mr Mr in c
P
it
mr Mrc
必须指出，切向主矢的作用点并不在质心处。因而切向 惯性力对于回转轴的合力矩（主矩）并不等于切向惯 性力与质心半径的乘积


§2.1.12其他载荷
1，工艺性载荷 起重机在工作过程中为完成生产工艺需要进行的动作而产 生的载荷称为工艺性载荷,由起重机用户或买方提出。一般 将它作为偶然载荷或特殊载荷进行考虑。 2，走台、平台和其他通道上的载荷 这些载荷都是局部载荷,只作用在起重机结构的这些局部部 位及直接支承它们的构件上。这些载荷的大小与结构的用 途和载荷的作用位置有关,如在走台、平台、通道等处应考 虑下述载荷: (1)在堆放物料处:3000N/m2; (2)在只作为走台或通道处:1500N/m2; (3)在栏杆上作用的水平力:不小于300N。
动载效应系数υ7： 对于具有线性特性的缓冲器(如弹簧缓冲器), υ7的值取为1.25; 对于具有矩形特性的缓冲器(如液压缓冲器),￠7的值取为1.6;
§2.1.11其他特殊载荷的确定和计算
十一，试验载荷 静态试验载荷：125%额定载荷； 动态载荷：110%额定载荷，试验风速<8.3m/s 注意：在验算超载动态工况时，应再乘以下式 给出的动载系数： 6 0.5 1 2 十二，意外停机载荷 十三，机构和部件失效载荷 十四，基础外部激励载荷 十五，安装拆卸和运输载荷
§2.2载荷的确定和计算
2.起升载荷的动载效应 1）起升载荷的动载系数υ2——起升质量离地起ห้องสมุดไป่ตู้ 或下降制动过程中的动载效应。 其理论分析的简化模型：
§2.2载荷的确定和计算
m1、k1——分别表示主梁及小车在悬挂处的
换算质量及刚度系数 m2、k2——分别表示起升质量和钢丝绳滑轮 组的刚度系数 y0——在起升载荷作用下，起升质量悬挂 点处的静挠度（位移） λ0——在起升载荷作用下，钢丝绳滑轮组 的静挠度（位移）
2）分布质量的处理方法
2 2 P mr m a s cos in
P it mr ma s sin

t
§2.1.3惯性载荷的确定和计算
§2.1.4偏斜载荷的确定和计算
四，偏斜运行侧向载荷 偏斜运行侧向载荷,是指装有车轮的起重机或小车在作 稳定状态的纵向运行或横向移动时,发生在它的导向装置 (例如导向滚轮或车轮的轮缘)上,由于导向的反作用引起的 一种偶然出现的载荷。
q 0.625v 2
风速）和蒲福风力等级（0~17共十八级）之间的关系
v2
§2.1.7风载荷的确定和计算
起重机的风载荷分为工作状态风载荷和非工作状态风载 荷两类。风压 工作风压——工作中经常风压qI和允许起重机工作的最大 风压qII。 非工作风压——不工作情况下所能承受的最大风压qIII。 如考虑风压的高度变化系数，则： Pw CK h qA Kh——分段计算。数值见表P48 风力系数 1）单片结构或构件，规范P49 2）多片结构，取第一片结构的风力系数，
一，载荷分类 载荷分类是载荷组合的依据 1.常规载荷（自身重量、起升货物的重量、 惯性载荷） 2.偶然载荷（偏斜运动侧向载荷、工作风载荷 等） 3.特殊载荷（非工作风载荷，碰撞载荷、试 验载荷等） 4.其他载荷（运输安装载荷、工艺、走台载荷 等）
§2.1.1自重载荷的确定和计算
一、自重载荷PG及其动载效应 1. PG的估算（设计前无法知道） 1）参考技术参数相近的同类产品 2）利用手册、样本、参考书和文献中的经验公式 3）逐步逼近法（初步内力计算、选择截面、计算重 量） 2. 其动载效应 1）起升冲击系数υ1——描述起升质量突然离地起升或 下降制动时自重载荷产生的沿其加速度相反方向的冲 击作用。（ 0.9<υ1<1.1) 2）运行冲击系数υ4——起重机或部分质量路径不平路 面或轨道接头时，使自重质量产生沿铅垂方向的冲击 作用。
P it mr 0.1mr
注意挠性悬挂的起升质量，回转半径r的确定，应 考虑在法向力作用下的偏摆影响。
n t
§2.1.3惯性载荷的确定和计算
Pin
Pit
PQ n 2R 980 - n 2y
PQ n 90t
n 2Ry R 2 980 n y
§2.1.7风载荷的确定和计算
七，风载荷及风振
对露天工作的起重机应考虑风载荷Pw的作用。 已知风速或风压条件下，风载荷的计算：
Pw CqA q——风压； 2 V——风速，m/s； C——风力系数；依据物体的外形而定； A——有效的迎风面积； γ——空气的密度，单位kg/m3 标准值约为1.25kg/m3 计算风速（3s时距瞬时风速）、风压和阵风风速（10min时距的平均
§2.1.3惯性载荷的确定和计算
三，惯性载荷Pi及其动载效应 ——指运行、旋转和变幅机构作刚体变速运动或刚体 回转运动所产生的水平惯性力。 1，运行惯性力