工程起重机计算载荷与计算方法

第三章工程起重机计算载荷与计算方法

第一节作用在起重机上的载荷

主要的有：起升载荷、起重机自重栽荷、风载荷、重物偏摆引起的载荷、惯性和离心力载荷以及振动、冲击引起的动力载荷等

一、自重载荷G (或用P G 表示)

自重载荷指除起升载荷外起重机各部分的总重量(不是质量，在此以N 计)，它包括结构、机构、电气设备以及附设在起重机上的存仓等的重力

二、起升载荷P Q (最大额定起重量Q +吊钩自重q )

起升载荷是指起升质量的重力(以N 计)。起升质量包括允许起升的最大有效物品、 取物装置(下滑轮组、吊钩、吊梁，抓斗、容器、起重电磁铁等)、悬挂挠性件及其它在升降中的设备的质量。

起升载荷动载系数φ

2 2=1ϕ+δ——结构质量影响系数 201200=1()()

Y m m Y δλ++ 三、水平载荷

1.运行惯性力P H

起重机自身质量和起升质量在运行机构起动或制动时产生的惯性力按质量m 与运行加速度a 乘积的倍计算，但不大于主动车轮与钢轨间的粘着力

2.回转和变幅运动时的水平力P H

臂架式起重机回转和变幅机构运动时，起升质量产生的水平力(包括风力、变幅和回转起、制动时产生的惯性力和回转运动时的离心力)按吊重绳索相对于铅垂线的偏摆角所引起的水平分力计算

四、安装载荷

在设计起重机时，必须考虑起重机安装过程中产生的载荷。特别是塔式起重机，有的类型其安装给局部结构产生的应力大大地大干工作应力。露天工作的起重机安装时风压应加以考虑。

五、坡度载荷

起重机坡度载荷按下列规定计算：

1．流动式起重机需要时按具体情况考虑。

2．轨道式起重机轨道坡度不超过%时不计算坡度载荷，否则按实际坡度计算坡度载荷。

六、风载荷P W

在露天工作的起重机应考虑风载荷并认为风载荷是一种沿任意方向的水平力。 起重机风载荷分为工作状态风载荷和非工作状态风载两类。工作状态风载荷P Wg 起重机在正常工作情况下所能承受的最大计算风力

1.风载荷按下式计算： =W h P CK qA

计算风压q 风压髙度变化系数K h 风力系数C 查表得

七、试验载荷

起重机投入使用前，必须进行超载动态试验及超载静态试验

第二节载荷分类与载荷组合

―、载荷分类

作用在起重机结构上的载荷分为三类，即基本载荷，附加栽荷与特殊载荷。

1．基本载荷

基本载荷是始终和经常作用在起重机上的栽荷。它们是：自重载荷、起升载荷，以及由于机构的起(制)动所引起的水平载荷。

2．附加载荷

附加载荷是起重机在正常工作状态下所受到的非经常性作用的载荷。它们是：作用在起重机结构上的最大工作风载荷，起重机悬吊物品在受载荷作用时对结构产生的水平载荷，起重机偏斜运行引起的側向力以及根据实际情况决定而考虑的温度载荷等。

3．特殊载荷

特殊载荷是起重机处于非工作状态时可能受到的最大载荷或者在工作状态下偶然受到的不利载荷。前者包括结构受的非工作状态的风载荷、试验载荷以及根据实际情況决定而考虑的安装载荷等。

二、载荷组合

考虑基本载荷组合者为组合I

考虑基本载荷与附加载荷组合者为组合II

考虑基本载荷与特殊载荷组合者、或三类载荷都组合者为组合III

第三节工程起重机设计计算方法

―、按许用应力计算方法

[]g σσ≤ []L

n σσ=

二、按极限状态计算方法

所谓极限状态是指某一结构或这一结构的某一部分达到失去正常工作的能力，或不再满足所陚予的正常使用要求的状态。根据结构在达到极限状态时所出现的损坏情况和严重程度的不同，可分为两种极限状态：(1) 承载能力极限状态(也有叫强度极限状态；(2)正常使用极限状态。下面分別讨论这两种极限状态的特点和计算方法：

1．第一种极联状态——承载能力(强度，稳定、耐久性)极限状态。

这一极限状态是指结构强度方面的极限状态，即结构达到极限承载能力时会使结构由 于弯折、剪断或扭断而破坏；比较细长的受压杆件会因失去稳定而破坏；承受反复载荷作用的构件会因过渡疲劳而破坏等等。为保证起重机结构安全可靠，避免出现这种极限状态， 对于必须计算的任何构件均应按一极限状态计算。按照这一极限状态计算时，所要解决的是外载荷在构件载面上所引起的作用内力(计算内力)与构件相应截面的承载能力(抵抗内力)之间的矛盾。这两者之间的关系可用下式表达：

N φ≤

2．第二种极限状态一正常使用极限状态

这是指结构或构件达到不能正常使用时的极限状态。例如结构在使用期间产生过大的 变形以及结构振动(振幅)过大等。结构出现变形过大或振幅过大，虽然对于结构本身的危害性不如达到上述的承载能力极限状态那样严重，但却将影响结构的正常使用。因此，对各种结构，必要时应按第二种极限状态进行验算。例如根据使用要求，需要控制变形值的构件应进行变形验算，使计算的构件最大变形(挠度等)不超过规定的极限值。又如对有防震要求的构件，則应使其最大振幅不超过规定的极限值。其关系式如下：

m f f L L

≤ (3-16) max p p t t =