吊车梁结构设计
钢结构 吊车梁设计
n
—刹车轮与轨道间的滑动摩擦系数 取0.1
K 1
P
i 1
n
max, k
—吊车一侧制动轮的最大轮压之和
2.4.3 吊车梁内力计算
1.计算内容
M x max 及相应
Q、 支座
Vmax
M y max 及局部弯矩（制动桁架）M y
2.计算原则
注意：计算吊车梁的强度、稳定和连接时，按两台吊 车考虑；计算吊车梁的疲劳和变形时按作用在跨间内 起重量最大的一台吊车考虑。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加强上翼缘图242吊车梁系统组成图242吊车梁系统组成2制动梁制动桁架较大竖向荷载吊车梁横向水平荷载制动梁制动梁图242吊车梁系统组成图242吊车梁系统组成竖向荷载吊车梁横向水平荷载制动桁架15制动桁架辅助桁架图242吊车梁系统组成图242吊车梁系统组成垂直支撑水平支撑3边柱吊车梁设置垂直辅助桁架轻中级工作制制动桁架吊车梁242吊车梁荷载242吊车梁荷载吊车起重物及系统自重
2.疲劳验算位置
5
A6～A8级吊车梁下列位置应进行疲劳验算 1.受拉翼缘与腹板连接处的主体金属 2.受拉区加劲肋端部的主体金属
2
4
1 3
3.受拉翼缘与支撑连接处的主体金属 （a）跨中截面 （螺栓孔处） 4.下翼缘与腹板连接的角焊缝 5.支座加劲肋与腹板连接的角焊缝
（b）支座截面
图2.4.5 疲劳验算点
x x
受拉区：B点最不利 Mx f Wnx2
y
B
（a）
Wnx1、Wnx2 ——吊车梁截面对x轴上部、 下部纤维处的净截面 图2.4.3 截面强度验算 抵抗矩。
2.带制动梁 A点最不利
吊车梁设计
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 。
吊车梁
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
力幅，按表2-11取用；
αf —欠载效应的等效系数
吊车梁
制动桁架
3.带制动桁架的吊车梁: 竖向荷载 横向水平荷载 吊车梁 制动桁架
L≥12m(A6～A8) L≥18m(A1～A5) 增设辅助桁架、水平支撑 和垂直支撑。
制动桁架 吊车梁
2.4.3 吊车梁的连接
1.吊车梁上翼缘 与柱的连接
高强螺栓连接 抗疲劳性能好， 施工方便。
板铰连接 保证吊车梁为简支
2.4.4.4疲劳验算
构造上： 选用合适的钢材标 号和冲击 韧性要求。 构造细部选用疲劳强度高的连接 形式。 例：对于A6~A8级和起重量Q≥50t 的 A4 ， A5 级吊车粱，其腹板与上 翼缘的连接应采用焊透的 K 形焊 缝。
A6
4
2.受拉区加劲肋端部
(b)凸缘支座 ①支座加劲肋
②弹簧板
③优点：
e较小，柱受到吊车 较小的扭矩作用。
2.4.4 吊车梁的截面验算
强度验算
整体稳定验算 刚度验算 疲劳验算
2.4.4.1强度计算
1.加强上翼缘吊车梁 受压区： A点最不利
Mx My ' f Wnx Wny
受拉区：
Mx f Wnx 2
M kxl v [v ] 10EI x
u M kyl
2
2
水平挠度：
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。
吊车梁的设计 (2)
Mx My f bWx Wy
b
-依梁在最大刚度平面内弯曲所确定的整 体稳定系数
编辑课件
2.4.4.3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。 竖向挠度：
v Mkxl2 [v] 10EIx
形
下翼缘
剪应力
腹板局部压应力 c
式
无
制 动 结
Mx Wnx1
My
W
' ny
f
构
制 动 梁
Mx Wnx1
My Wn'y
f
Mx f Wnx 2
Vmax S x
Ix tw
fV
F f
lztw
制 动 桁
Mx Wnx
M
’ y
Wn'y
N1 An
f
架
编辑课件
折算应力 zs
2
2 c
c
3
2
1 f
2.4.4.2整体稳定验算
hf 1.41ffw VmIaSx12lF z 2
下翼缘与腹板连接焊缝：
hf
VmaxS1
1.4
f
w f
I
编辑课件
式中 Vmax ──梁的最大剪力；
S1──翼缘对梁中和轴的毛截面面积矩； I ──梁的毛截面惯性矩；
F ──计算截面上的最大轮压，
、lz ──同前述。
当中级工作制吊车梁的腹板厚度
t w
(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
Pk,max—吊车最大轮压标准值,查吊车产品规格手册。
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。
吊车梁系统结构的组成
18
7.6.5 吊车梁与柱的连接
1 2
板铰
制动板
制动板
1
吊车梁
销钉
1-1
2
柱间支撑 2-2
图7.92 吊车梁与柱的连接
当吊车梁位于设有柱间支撑的框架柱上时，下翼缘与吊 车平台间应另加连接板用焊缝或高强度螺栓连接，按承受吊 车纵向水平荷载和山墙传来的风力进行计算。
第七章 单层厂房
1
第7.6节 吊车梁设计特点
本节目录
1.吊车梁系统结构的组成 2.吊车梁的荷载 3.吊车梁的内力计算 4.吊车梁的截面验算 5.吊车梁与柱的连接
基本要求
1.了解吊车梁的组成及荷载 2.掌握吊车梁的计算
2
7.6.1 吊车梁系统结构的组成
(a)
y’ y1 制动梁
y1 加劲肋
x
x
吊车梁
tw 2
(≤10mm)
tw
tw (≤10mm)
2
图7.91 对接与角接组合焊缝
17
腹板的局部稳定验算 吊车梁腹板除承受弯矩产生的正应力和剪应力外，
尚承受吊车最大垂直轮压传来的局部压应力。腹板局部 稳定的计算方法见受弯构件一章。
疲劳验算 按照第二章进行疲劳验算，验算时采用一台起重量
最大吊车的荷载标准值。 验算部位：受拉翼缘的连接焊缝处、受拉区加劲肋
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。
5
吊车梁结构系统的组成
1吊车梁 2制动梁或者制动桁架
槽钢辅助桁架
钢板(上部) 加劲肋（下部）
制动桁架
吊车梁
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
吊车梁
专题设计（吊车梁设计）吊车梁系直接承受吊车荷载的承重结构，是厂房上部的重要结构之一。
水电站厂房内大多采用电动桥式吊车水电站吊车具有以下特点：a.吊车起吊容量大。
在大中型水电站厂房中，吊车容量常达百吨以上。
b.吊车工作间歇性大。
水电厂吊车只是在机组安装和大修时才起吊最重件（一般为发电机连轴转子），所以吊车在最大负荷工作的机会不多。
c.操作速度缓慢。
吊车运行速度和起吊速度均较缓慢。
d.水电厂吊车大多为软钩，轮压的动力系数较小，对结构受力有利。
吊车梁的设计包括内力计算，配筋计算，抗扭计算等。
1.吊车梁荷载吊车梁的荷载包括自重、钢轨及附件重、吊车荷载等。
前两项是固定不变的均布荷载，后一项是移动的集中荷载。
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。
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。
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。
本次设计中取动力系数为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，对于软钩吊车：当额定起重量不大于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%。
本次设计中取8%。
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。
2.吊车梁的形式吊车一般设计成简支梁，传力明确，构造简单，施工方便。
吊车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。
本次设计采用T形截面吊车梁，纵向、横向刚度均较大，抗扭性能较好，便于固定钢轨和有较宽的检查走道，起重量较大或中等的吊车梁宜采用这种T形截面。
吊车梁及制动结构的设计要点
吊车梁及制动结构的设计要点摘要：文章结合钢吊车梁及制动结构设计的经验，论述在钢吊车梁及制动结构设计过程中应注意的重点问题。
关键词：钢吊车梁；制动结构；设计要点一、研究背景吊车梁是工业厂房的重要组成部分，属于厂房内的重要构件，吊车梁出现问题很可能造成重大的工程事故。
现今的工程绝大部分均采用钢结构吊车梁。
本文通过理论同时结合本人设计过的一些重型汽车工业厂房钢吊车梁及制动结构的经验，论述在钢吊车梁及制动结构设计过程中应注意的几个重点。
二、钢吊车梁及制动系统设计要点1.关于吊车梁计算的荷载取值：《建筑结构荷载规范》中规定吊车横向水平荷载标准值是根据小车重量和额定起重量之和乘以不同的百分数确定的，但在《钢结构设计标准》中规定，验算重级工作制吊车梁及制动结构的强度、稳定性及连接的强度时，应考虑吊车摆动引起的水平力，并给出了计算公式，并且与《荷载规范》中的水平力不同时考虑，此时应取其中大值进行计算，当遇到重级别工作制吊车梁设计时应引起注意。
《荷载规范》中规定动力系数的取法，但并不是所有计算中都要乘动力系数，《钢结构设计标准》中规定只有在计算强度和稳定性时，动力荷载设计值应乘以动力系数；在计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不乘动力系数。
《钢结构设计标准》中规定计算吊车梁及其制动结构的疲劳和挠度时，吊车荷载应按作用在跨间内荷载效应最大的一台吊车确定，而在计算强度和稳定时，一般按两台最大吊车的最不利组合考虑；并且只有在重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架才进行疲劳验算。
在选取吊车的最大轮压时，一定要注意吊车的形式。
例如50T桥式吊车在不同的吊车样本中轮子数量是不一致的。
有些样本中轮子的数量为4个，有些样本中轮子数量则为8个。
如果将8轮式吊车的最大轮压值当作4轮式吊车的荷载用于计算吊车梁，将会造成荷载取值严重偏小。
所以我们在进行最大轮压的取值时，样本不应作为我们取值的唯一依据，而应当通过吊车起重量吊车自重等主要参数估算最大轮压是否与样本接近。
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
专题设计（吊车梁设计）吊车梁系直接承受吊车荷载的承重结构，是厂房上部的重要结构之一。
水电站厂房内大多采用电动桥式吊车水电站吊车具有以下特点：a.吊车起吊容量大。
在大中型水电站厂房中，吊车容量常达百吨以上。
b.吊车工作间歇性大。
水电厂吊车只是在机组安装和大修时才起吊最重件（一般为发电机连轴转子），所以吊车在最大负荷工作的机会不多。
c.操作速度缓慢。
吊车运行速度和起吊速度均较缓慢。
d.水电厂吊车大多为软钩，轮压的动力系数较小，对结构受力有利。
吊车梁的设计包括内力计算，配筋计算，抗扭计算等。
1.吊车梁荷载吊车梁的荷载包括自重、钢轨及附件重、吊车荷载等。
前两项是固定不变的均布荷载，后一项是移动的集中荷载。
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。
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。
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。
本次设计中取动力系数为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，对于软钩吊车：当额定起重量不大于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%。
本次设计中取8%。
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。
2.吊车梁的形式吊车一般设计成简支梁，传力明确，构造简单，施工方便。
吊车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。
本次设计采用T形截面吊车梁，纵向、横向刚度均较大，抗扭性能较好，便于固定钢轨和有较宽的检查走道，起重量较大或中等的吊车梁宜采用这种T形截面。
钢结构厂房吊车梁设计
钢结构厂房吊车梁设计引言钢结构厂房吊车梁设计是在钢结构厂房建设中非常重要的一环。
吊车梁作为厂房运输和搬运设备的重要组成部分，其设计合理与否直接影响到厂房运行效率和安全性。
本文将介绍钢结构厂房吊车梁设计的关键要点和注意事项。
设计标准在进行钢结构厂房吊车梁设计时，需要遵循一系列的设计标准和规范。
常用的设计标准包括GB/T 706-2016《热轧钢型钢尺寸、形状、重量和允许偏差》以及GB 50017-2017《钢结构设计规范》等。
基本原则钢结构厂房吊车梁设计应遵循以下基本原则： 1. 承载能力：吊车梁的设计应满足工作负荷要求，确保吊车梁能够承受预定的荷载和工作条件。
2. 稳定性：吊车梁的结构应具有足够的稳定性，以防止发生塌落或损坏的情况。
3. 经济性：吊车梁的设计应尽可能节约钢材使用，降低成本，但不能影响结构的安全和稳定性。
吊车梁类型选择根据厂房的具体需求和使用情况，可以选择不同类型的吊车梁。
常见的吊车梁类型包括： - 单梁吊车：适用于跨度较小（通常小于30m）的厂房，结构简单，安装方便。
- 双梁吊车：适用于跨度较大（通常大于30m）的厂房，具有较好的稳定性和承载能力。
- 悬臂式吊车：适用于需要在厂房外进行搬运操作的场景，可以实现吊车梁在悬臂端的工作。
选择吊车梁类型时需要考虑以下因素： - 吊车梁的跨度：根据厂房的实际情况，选择合适的吊车梁跨度，以满足工作需求。
- 吊车梁的工作负荷：根据厂房运输和搬运的需求，确定吊车梁的工作负荷等级。
- 吊车梁的工作速度：根据搬运物料的要求，确定吊车梁的工作速度。
- 吊车梁的高度限制：根据厂房天花板的高度，确定吊车梁的高度限制。
吊车梁荷载计算在进行吊车梁设计时，需要进行荷载计算以确保吊车梁的结构稳定。
吊车梁的荷载计算包括静态荷载和动态荷载两部分。
静态荷载计算包括自重、搬运物料的重量以及设备和附件的重量等。
动态荷载计算则考虑吊车梁在运行过程中产生的冲击荷载和振动荷载。
钢结构厂房吊车梁设计
吊车梁设计3.3.1设计资料P 轮压P图3-1 吊车轮压示意图吊车总重量：8.84吨，最大轮压：74.95kN ，最小轮压：19.23kN 。
3.3.2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40.1=Q γ 则吊车荷载设计值为竖向荷载设计值 max 1.05 1.474.95110.18Q P P kN αγ=⋅⋅=⨯⨯=横向荷载设计值 0.10()0.108.849.81.4 3.032QQ g H kN n γ⋅+⨯⨯==⨯=3.3.3内力计算3.3.3.1吊车梁中最大弯矩及相应的剪力如图位置时弯矩最大A图2-2 C 点最大弯矩Mmax 相应的截面位置考虑吊车来那个自重对内力的影响，将内力乘以增大系数03.1=w β，则最大弯矩好剪力设计值分别为：222.max274.95(3.75 1.875)273.107.5c k l P a M kN m l ωβ⎛⎫∑- ⎪⎡⎤⨯⨯-⎝⎭==⨯=⋅⎢⎥⎦⎣2max ()2110.18(30.125)2 1.0387.07.5cw lP a V kN l β-⨯⨯-==⨯=∑3.3.3.2吊车梁的最大剪力如图位置的剪力最大图2-3 A 点受到剪力最大时截面的位置3.51.03110.18(1)179.606A R kN =⨯⨯+=，max 179.69V kN =。
3.3.3.3水平方向最大弯矩max 3.3312.688.6110.18c H H M M kN m P ==⨯=⋅。
3.3.4截面选择3.3.4.1梁高初选允许最小高度由刚度条件决定，按允许挠度值(500lv =)规定的最小高度为：6min 0.6[][]0.6600050020010360lh f l mm v-≥=⨯⨯⨯⨯=。
由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩633max 1.2 1.2312.68101876.0810200M W mm f ⨯⨯===⨯梁的经济高度为：300563.34h mm ==。
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。
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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
（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
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。
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
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:
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
（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：
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：
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车梁的形式及系统组成
吊车梁形式
工字形 箱形 吊车桁架
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
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。
（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
（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
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。