桥式起重机设计计算讲义

一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型)

1、受力分析

作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ，因此为载荷组合Ⅱ。

其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。

主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。

当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。

2、主梁断面几何特性计算

上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。

图2-4

注：此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线，为对称形心线。因上下翼缘板厚不等，应以x ’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。

① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。

② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =，02bh F =，23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /)

④ 3

21232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F F

y F y i

i c +++++-

=∑⋅∑=

(cm ) ⑤ 2

233

22323212113

112

212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ⋅++⋅+--+⋅+= (4cm ) ⑥ 202032231)2

2(21221212b

b F h b B h B h J y ++++= (4cm ) ⑦

c X X y J W /=和c X y H J -/(3cm ) ⑧ 2

B

J W y

y =

(3cm ) 3、许用应力为 ][σ和 ][τ。

4、受力简图

1P 与2P 为起重小车作用在一根主梁上的两个车轮轮压，由Q P 和小车自

重分配到各车轮的作用力为轮压。如P P P 21==时，可认为P 等于Q P 和小车自重之和的四分之一。

5. 主梁跨中集中载荷(轮压1P 和2P )产生最大垂直弯矩M p

4

)(212S

P P Mp +=

φ (N ·m) 1P ≠2P 时简算

2

2b

S P

Mp -=φ (N ·m) P P P 21==时 2

2b

S P Mp -=φ (N ·m) 1P ≠2P 时，可近似取221P P P +=

注：建议当1P ≠2P 时，采用2

2

1P P P +=

计算为佳。 6. 跨中均布载荷(自重G P )产生最大垂直弯矩M q

8

8

2

11qS S

P Mq G φφ=

=

(N ·m)

7. 主梁跨中垂直最大弯矩M 垂

Mq Mp M +=垂

8. 主梁跨中水平惯性载荷产生弯矩水M

)23(24)21(4

2r

S

S q r S S P M -+-=

惯惯水 (N ·m)

式中： y y J J B

l c S r 212

33·28++= y J 1——主梁端截面的)(4cm J y y J 2——端梁截面的)(4cm J y

Z

Z P P 1

51=惯

)(2

1Q P P +=小车自重 1Z ——起重机大车驱动轮数

Z ——总轮数

Z

Z q q 1

51=惯

9. 主梁跨中截面弯曲强度计算

34

.1][4

s

II Y

X W M W M σσφ

σ=

=+

=水垂

10. 主梁跨端剪切强度计算

跨端最大剪力max Q

2

)1(21max qS

S b P P Q +

-+= 跨端最大剪应力τ

3

][][ 2·10max II II x J S Q στδτ=≤=

0S ——主梁跨端截面的静面矩（中性轴以上面积对中性轴的静面

矩，各面积乘以形心至中性轴距离；3cm ）

δ——腹板厚（cm ）

x J 1——截面的水平惯性矩（4cm ）

1. 垂直静刚度垂f

][48)(321f EJ S P P f x

≤+=垂

——简算

][12)75.0( )(2221f EJ l S l P P f x

≤-+=垂

——精算

l 为小车轮压至主梁支承处距离，见下图所示。

当P P P 21==时

][6)75.0( P 22f EJ l S l f x

≤-=垂

注：① 1P 、2P 不乘以系数φ。

② 均布载荷（自重G P ）产生的垂直静刚度不予以计算，因无法检

测。

2. 水平静刚度水f 参看图2-6。

2000

][)45(384)31(4843

S

f r S EJ S q r S EJ S P f y y =≤-+-=水惯惯水

水f 不检测，只作为设计计算用。