吊车梁结构设计

（4）吊车梁的截面验算 ➢强度验算、整体稳定验算、局部稳定验 算、刚度验算、疲劳验算 ① 强度验算：
抗弯强度：正应力（上翼缘、下翼缘） 抗剪强度：剪应力 局部承压强度：局部压应力 复杂应力作用下强度：折算应力
上翼缘的正应力：
b
无制动结构：
M x max M y max f
Wnx1
Wny
有制动梁应验算 X a点正应力：
n
n－吊车总轮数
➢ 吊车工作级别为A6 ～ A8时，吊车运行时摆动 引起的水平力比刹车更为不利,钢结构设计 规范(GB50017)规定：吊车横向水平力（摇摆力）
设计值：
TK 1.41Pk,max
0.1 软钩吊车
α1= 0.15 抓斗或磁盘吊车 0.2 硬钩吊车
注：以上摇摆力与卡轨力引起的横向水平荷载不同 时考虑，可取大值。
吊车梁系统的自重、检修荷载等产生的内力， 可近似取吊车梁最大轮压产生内力乘以表8.9的系数
表8.9 自重系数
吊车梁跨（m）
6
12
自重系数
0.03
0.05
18 0.07
（3）吊车梁的截面选择
按第6章组合截面梁设计方法选取吊车 梁截面，制动结构截面可参考有关资料预先 假定。需注意两点：
a 吊车梁的截面模量的计算
②整体稳定验算：
当无制动结构时： M x max M y max f
bWx
Wy
当采用制动梁或制动桁架时，梁的整体稳定能保 证，不必验算。
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。
M xk maxl 2 10EI x
T
式中各符号意义见教材P257
④翼缘与腹板连接焊缝计算：
系统组成
吊车梁 制动梁或制动桁架 辅助桁架 支撑
制动桁架 吊车梁
二、吊车梁所承受的荷载
➢竖向荷载: P ➢横向水平荷载: T
➢纵向水平荷载: Tc
P Tc P Tc
T
T
竖向荷载 横向水平荷载 纵向水平荷载
吊车梁 上翼缘、制动梁、制动桁架 柱间支撑
(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:
T －一个吊车轮上的横向水平荷载或摇摆力
a －制动桁架节间长度
下翼缘的正应力（当吊车梁为单轴对称）：
M x max f
Wnx 2
剪应力：
Vmax S Itw
fv
腹板计算高度上边缘的局部承压强度：
c
F
twlz
f
吊车梁上翼缘与腹板交界处的折算应力：
2
2 c
c
3 2
1 f
式中各符号意义见教
材P257
（2）吊车梁的内力计算
按结构力学中影响线的方法确定各内力所 需吊车的最不利位置，再求出吊车梁的 Mxmax及相应V、支座处Vmax、以及横向水 平荷载在水平方向所产生的Mymax，当为制 动桁架时，还要计算横向水平荷载在吊车梁 上翼缘所产生的局部弯矩M。
计算强度、稳定、变形：按两台吊车考虑 计算疲劳、变形：按起重量最大一台考虑
Pmax 1.4 Pk,max
Pk,max—吊车最大轮压标准值,查吊车手册。
β --动力系数
悬挂吊车（包括电动葫芦）
β
工作级别A1~A5的软钩吊车：动力系数可取1.05； 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。
吊车工作级别由以下确定：
吊车是厂房中常见的起重设备，按照吊 车使用的繁重程度，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。与轻、中、重和特重四个工 作制等级之间的对应关系见下表。
详见第6章第6.7节，如采用焊透的T型焊缝， 焊缝质量二级及以上时，可不计算。
⑤腹板的局部稳定验算：
详见第6章第6.4节，吊车梁承受弯矩产生的正 应力、剪应力和轮压传来的局部压应力。
⑥疲劳验算：
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。
f 2106
式中各符号意义见教材P258
（2）吊车横向水平荷载
横向水平荷载由卡轨力引起，其标准值应取横 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：
1）软钩吊车：Q≤100KN，应取20% Q= 150~500KN，应取10% Q≥750KN，应取8%
2）硬钩吊车：应取20%
作用于每个轮压处的水平力设计值：
Tk
1.4 g Q 1
Wnx
M xmax
f
式中：α—考虑横向水平荷载作用的系数，取0.7~0.9 Mxmax—两台吊车竖向荷载产生的最大弯矩设计值
b 吊车梁的最小高度
hmin
kl2 5E T
式中： k —竖向荷载标准值产生的应力
k
M xk1 Wnx
T —全部荷载标准值产生挠度容许值
Mxk1—自重和一台吊车竖向荷载标准值下的最大弯 矩
（3）纵向水平荷载
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。
三、吊车梁的设计
吊车梁设计步骤：
选材
Hale Waihona Puke Baidu
确定计算简图
内力计算
试选截面
截面验算
节点设计
绘制施工图
（1）吊车梁钢材的选择
吊车梁承受动态荷载的反复作用，因此，其钢材 应具有良好的塑性和韧性，且应满足钢结构设计规 范GB50017条款3.3.2~3.3.4的要求。
M x max M y max f
Wnx1
Wny1
有制动桁架仍应验算a点正应力：
M x max M N f
Wnx1 Wny Anf
式中各符号意义见教 材P256~P257
其中：
Anf －吊车梁上翼缘及15tw腹板的净截面面积之和
15tw
M－吊车横向水平荷载或摇摆力对吊车梁上翼缘
产生的局部弯矩 M 1 3 ~ 1 4Ta 中、轻级1/4， 重级1/3。
疲劳验算部位：
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
（5）吊车梁的构造
为了保证吊车梁质量，除选材、计算 上满足要求外，还要满足构造要求：
切角
横向加劲肋在距离受拉翼 缘50～100mm处断开
同时设置横、纵向加劲 肋，纵向加劲肋断开
Ⅳ 吊车梁结构设计
大纲要求
1、了解吊车梁的形式及系统组成 2、掌握吊车梁承受荷载种类及计算 3、掌握吊车梁的设计步骤及内容 4、掌握吊车梁的构造要求
教学重点
1、吊车梁承受荷载种类及计算 3、吊车梁的设计步骤及内容
教学难点
设计步骤及内容
8.7 吊车梁设计 一、吊车梁的形式及系统组成
吊车梁形式
工字形 箱形 吊车桁架