钢结构 吊车梁设计(
钢结构吊车梁设计一般规定、荷载计算
钢结构吊车梁设计一般规定、荷载计算一、设计一般规定1.吊车梁及吊车的工作级别（1）吊车的使用等级根据《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.1，吊车按照吊车可能完成的总工作循环数将使用等级划分为U0~U9共10个等级，吊车使用总工作循环数Cr与吊车使用等级及使用频繁程度的关系见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.1表1，如下：表1 起重机的使用等级（2）吊车的起升荷载状态级别根据《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.2，起重机的起升载荷，是指起重机在实际的起吊作业中每一次吊运的物品质量（有效起重量）与吊具及属具质量的总和（即起升质量）的重力；起重机的额定起升载荷，是指起重机起吊额定起重量时能够吊运的物品最大质量与吊具及属具质量的总和（即总起升质量）的重力。
其单位为牛顿（N）或千牛（kN）。
起重机的起升载荷状态级别是指在该起重机的设计预期寿命期限内，它的各个有代表性的起升载荷值的大小及各相对应的起吊次数，与起重机的额定起升载荷值的大小及总的起吊次数的比值情况，据此载荷状态级别被分为Q1~Q4共4个级别。
详见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.2表2。
表2起重机的载荷状态级别及载荷谱系数（3）吊车的工作级别根据吊车的10个使用等级与吊车的4个起升荷载状态级别，将吊车整机的工作级别分为A1~A8共8个级别，详见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.3表3。
表3 吊车的工作级别在《建筑结构荷载规范GB 5009-2012》（简称《荷规》）中，工作级别与吊车的荷载系数（《荷规》6.2）、动力系数（《荷规》6.3）及吊车荷载的组合值系数、频遇值系数、准永久值系数（《荷规》6.4）有关，为方便设计，在吊车荷载的条文说明中将吊车的工作制与工作级别的对应关系做如下规定：表4 吊车的工作制等级与工作级别的对应关系2吊车梁荷载吊车梁荷载分为竖向荷载（吊车的竖向轮压）与水平荷载，水平荷载又分为纵向水平荷载与横向水平荷载，吊车纵向水平制动力产生纵向水平荷载，对于轻、中级工作制吊车（A1-A5），横向水平荷载考虑由小车的水平制动力产生，对于重级、特重级工作制吊车（A6-A8），横向水平荷载还需考虑吊车的摇摆力，根据《钢结构设计标准GB50017-2017》3.2.2，计算强度、稳定性以及连接的强度时，此水平力不宜与小车产生的水平制动力同时考虑。
钢结构设计吊车梁计算
吊车梁计算吊车梁采用Q345-B 起重量10t 跨度22.5m 总重量8.8t 小车4t ,max k P =75kN ,min k P =19.2kNmax P =1.4⨯1.05⨯,max k P =110.25kN竖向轮压作用max M =82.68 ⨯2.25=186.04kN.mmax V =110.25⨯1.5=165.4kN横向水平力'1.4g (Q+Q )/n=1.4100.1210+4/4=5.88kN T ξ=⨯⨯⨯（）5.88=186=9.92110.25y M kN ⨯ 水平反力 5.88165.48.82110.25H kN =⨯= 暂取吊车梁截面如图所示1） 毛截面特性2=281+500.8+201=88A cm ⨯⨯⨯0280+4025.5+2051==23288y mm ⨯⨯⨯ 毛截面惯性矩32224=1/120.850+12823.2+12027.8+50 2.3=39125x I cm ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯334128120=+=24961212y I cm ⨯⨯5.3cm y i = 5.3cm y i =净截面特性2=(28-22)1+500.8+201=84n A cm ⨯⨯⨯⨯形心位置 1=y （40⨯25.5+20⨯51）/84=243mm净截面惯性矩32224=1/120.850+40 1.2+12424.3+2026.7=36820nx I cm ⨯⨯⨯⨯⨯⨯3==148524.8nx nx I W cm 上 3==135427.2nx nx I W cm 下 3x S =28124.3+23.80.823.8/2=907cm ⨯⨯⨯⨯对上翼缘 324128=-1272=163312ny I cm ⨯⨯⨯⨯ =ny W 3=116.7cm 14ny I 毛截面 33128/12==130.714y W cm ⨯ 2）强度验算①上翼缘最大正应力6622max 33ny n 186109.9210=+=+=210.26N/mm <310N/mm 148510116.710y x M M W W σ⨯⨯⨯⨯上 下翼缘正应力 max n =x M W σ下=6318610=137135410⨯⨯.422N/mm <310N/mm ②剪应力 33max 4165.41090710===50.936820810x w V S I t τ⨯⨯⨯⨯⨯22N/mm <180N/mm ③腹板局部压应力=+5+250+510+2130360mm z y R l a h h =⨯⨯=31.0110.2510=38.38360c w z P t l ψσ⨯⨯==⨯22N/mm <310N/mm3)整体稳定验算1116000100.412280520l t b h ξ⨯===<⨯ 取0.730.180.80b βξ=+= 6000113.253y mm λ== h=520mm1121633/24690.65b I I I α===+ 0.8(21)0.248b b ηα=-= 2345/y f N mm =222234320235=+]43208800520235 =0.8+0248]0.770.6113.2148510345b b b y X yAh y W f ϕβλ⨯⨯⨯=>⨯ ' 1.070.282/0.70b b ϕϕ=-=66'33186.0109.9210 5.6560.7165110130.7101000yXb y M M l mm W σϕ⨯⨯=+=+=<=⨯⨯⨯ 4)刚度验算 挠度 2622kx 54186.04 1.05 1.4106000=236.8310/mm 1010 2.06103912510X M l N EI υ÷÷⨯⨯==<⨯⨯⨯⨯ 满足要求 吊车为A1~A5 疲劳可不进行验算5）加劲肋0wh t 可按构造配量0.50h 02a h ≤≤ 求间距 a =1.20h =600mm界面尺寸外伸长度 0/30+40=57s b h mm ≥ 厚度s t ≥/15s b =3.8m 采用80⨯8mm支座反力 R=165.4KN计算截面面积A=18⨯1.2+15⨯0.8=33.62cm绕腹板中线的截面惯性矩 3341.218 1.50.8+583.81212I cm ⨯⨯==4.17cm i = 50=12.04.17λ= 查表ϕ=0.989 322165.41049.8310/0.9893360N N mm f N mm A ϕ⨯==<=⨯ 6) 焊缝计算上翼缘与腹板连接焊缝=1.8f h mm= 取f h =6mm下翼缘与腹板连接焊缝3max 1.2 1.2165.410 1.771.4 1.4500160f w w t R h mml f ⨯⨯===⨯⨯ 同样取f h =6mm 吊车梁计算结束。
吊车梁设计
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。
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。
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。
吊车沿轨道运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车梁振动。
特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。
因此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。
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：1）软钩吊车：当额定起重量不大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%。
2）硬钩吊车：应取20%。
横向水平荷载应等分于桥架的两端，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刹车情况。
对于悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受，可不计算。
手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接（吊车梁、制动结构、柱相互间的连接）的强度时，由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因，在轨道上产生卡轨力，因此钢结构设计规范规定应考虑吊车摆动引起的横向水平力，此水平力不与小车横行引起的水平荷载同时考虑。
二、吊车梁的形式吊车梁应该能够承受吊车在使用中产生的荷载。
竖向荷载在吊车梁垂直方向产生弯矩和剪力，水平荷载在吊车梁上翼缘平面产生水平方向的弯矩和剪力。
吊车的起重量和吊车梁的跨度决定了吊车梁的形式。
吊车梁一般设计成简支梁，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。
吊车梁的常用截面形式，可采用工字钢、H 型钢、焊接工字钢、箱型梁及桁架做为吊车梁。
钢结构吊车梁课程设计
钢结构吊车梁课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解钢结构吊车梁的基本概念、分类及在工业建筑中的应用。
2. 学生掌握钢结构吊车梁的受力特点、计算方法及主要构造要求。
3. 学生了解钢结构吊车梁的施工工艺、安装要点及质量控制。
技能目标：1. 学生能运用相关公式对钢结构吊车梁进行简单的受力分析。
2. 学生具备对钢结构吊车梁施工图的识图能力，并能进行基本的施工图绘制。
3. 学生能针对实际工程案例，提出合理的钢结构吊车梁施工方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱工程专业，增强对钢结构吊车梁工程领域的兴趣。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程意识，提高对工程质量的重视。
3. 培养学生团队协作精神，提高沟通协调能力。
课程性质：本课程为专业核心课程，以理论教学与实践教学相结合，注重培养学生的实际操作能力和工程素养。
学生特点：学生已具备一定的力学基础和建筑结构知识，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：教师应结合课程特点和学生实际，采用案例教学、讨论式教学等方法，激发学生的学习兴趣，提高学生的专业素养。
同时，注重实践教学，让学生在实际操作中掌握专业知识，提高综合能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为今后的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 钢结构吊车梁基本概念及分类：介绍吊车梁的定义、功能、分类及在工业建筑中的应用，参考教材第二章第一节。
2. 钢结构吊车梁受力特点及计算方法：讲解吊车梁的受力分析、荷载组合、计算模型及公式，参考教材第二章第二节。
3. 钢结构吊车梁主要构造要求：阐述吊车梁的构造要求、连接方式、材质选择等，参考教材第二章第三节。
4. 钢结构吊车梁施工工艺及安装要点：介绍吊车梁的施工工艺、安装方法、质量控制措施等，参考教材第二章第四节。
5. 钢结构吊车梁施工图识图与绘制：教授吊车梁施工图的识图技巧、绘图规范及注意事项，参考教材第二章第五节。
6. 钢结构吊车梁工程案例分析：分析典型工程案例，让学生了解吊车梁在实际工程中的应用及施工方案，参考教材第二章第六节。
Design of Steel Structures 钢结构的设计-精品文档26页
Design of Steel Structures 《钢结构设计》
By Wang X. P.
王小平
Single-storey industrial steel structures
（单层钢结构厂房）
Content
(学习内容)
Composition of single-storey industrial steel structures (单层钢结构厂房的组成)
1、Loads (荷载）
恒载（Dead load）
Max.wheel Loading （最大轮压 ）P
Transverse horizontal force (横向水平力) T
Longitudinal horizontal force (纵向水平力) TL
1）恒载（Dead load）
2） Max.wheel load（最大轮压 ） 查表
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V = (Mkx • L 2) / (10 E I x)
[v]
2）刚度 (Stiffness)
重级工作制吊车 (Heavy duty crane)
验算横向刚度(Transverse stiffness)
V = (Mky • L 2) / (10 E I y1)
L/2200
3）整体稳定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(Total stability)
Design of column and corresponding
members (柱及相关构件设计)
Roof design (屋盖设计)
钢结构设计规范(GB50017)
钢结构设计规范（GB50017-2003）第一章总则第1.0.1条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。
第1.0.2条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。
第 1.0.3条本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》(CBJ68-84)）制订的。
第1.0.4条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。
第 1.0.5条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。
此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。
第1.0.6条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。
第二章材料第2.0.1条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。
承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。
第2.0.2条下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢:一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于－30℃时的其它承重结构。
二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于－20℃时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。
钢吊车梁图集 (2)
钢吊车梁图集概述钢吊车是一种用于举升和搬运重型物体的机械设备，常用于建筑工地、港口和运输行业。
梁作为钢吊车的重要组件之一，承担着承载物体的重量和提供稳定支撑的重要作用。
本文档为钢吊车梁图集，旨在展示各种类型的钢吊车梁的设计和结构细节。
I型梁I型梁是最常见的钢吊车梁类型之一，其横截面呈现出I字形。
I型梁通常由钢板焊接而成，具有较高的强度和刚性。
下面是一张I型梁的示意图：I型梁示意图I型梁的顶部称为上弯沿，用于吊装物体；底部称为下弯沿，用于提供支撑和稳定。
该梁具有较高的抗弯刚度和横向刚度，适用于承载大型重量物体。
H型梁H型梁相比于I型梁，在横截面上呈现出H字形。
H型梁由两个平行的腿和一部分连接两个腿的横梁组成。
H型梁常用于需要承载更大重量的场合，其结构更加稳定。
下面是一张H型梁的示意图：H型梁示意图H型梁的底部两腿提供了额外的支撑，并增加了梁的刚度和稳定性。
该梁适用于承载重量较大和跨度较长的物体。
C型梁C型梁是一种特殊形状的梁，其横截面呈现出C字形。
C型梁通常由厚钢板弯曲而成，具有较高的强度和刚性。
下面是一张C型梁的示意图：C型梁示意图C型梁的形状使其具有较高的弯曲强度和抗扭强度，适用于承载较小重量物体或需要较小的梁高度的场合。
应用场景钢吊车梁广泛应用于建筑工地、港口和运输行业，其主要功能是提供承载和搬运重型物体的能力。
以下是一些常见的钢吊车梁应用场景：1.建筑工地：钢吊车梁常用于建筑工地的起重作业，用于举起和搬运建筑材料、混凝土板和钢结构等。
2.港口：港口是各种货物的重要集散地，钢吊车梁常用于港口起重机的梁部分，用于装卸集装箱和其他重型货物。
3.运输行业：在运输行业中，需要将重型物体从地面或车辆上移动到目的地，钢吊车梁被广泛用于起重机和吊车，用于承载和搬运货物。
结论钢吊车梁是钢吊车的重要组成部分，具有承载和提供稳定支撑的功能。
本文档展示了不同类型的钢吊车梁，包括I型梁、H型梁和C型梁，并介绍了它们的结构和应用场景。
钢结构厂房吊车梁设计
钢结构厂房吊车梁设计在钢结构厂房的设计中，吊车梁是一个至关重要的组成部分。
它承担着吊车在运行过程中产生的垂直和水平荷载，并将这些荷载传递给厂房的柱和基础，对整个厂房结构的安全性和稳定性起着关键作用。
接下来，让我们详细探讨一下钢结构厂房吊车梁的设计。
吊车梁所承受的荷载主要包括吊车的自重、吊重、运行时的冲击荷载以及横向和纵向的水平荷载等。
这些荷载的组合和取值需要根据相关的规范和标准进行准确计算，以确保吊车梁在使用过程中具有足够的强度和刚度。
在设计吊车梁时，首先要合理选择其截面形式。
常见的截面形式有工字型钢梁、箱型梁等。
工字型钢梁制造简单、施工方便，在中小跨度的吊车梁中应用广泛；箱型梁的抗扭性能较好，适用于跨度较大或对梁的抗扭要求较高的情况。
材料的选择也是设计中的重要环节。
一般选用高强度的钢材，如Q355 或 Q390 等。
钢材的质量和性能直接影响到吊车梁的承载能力和耐久性。
吊车梁的强度计算包括正应力、剪应力和局部承压应力的计算。
正应力要考虑弯矩的作用，剪应力则与剪力有关，局部承压应力主要出现在吊车轨道与梁的接触部位。
同时，还需要进行整体稳定性和局部稳定性的验算，以防止梁在受力过程中发生失稳现象。
除了强度和稳定性，吊车梁的刚度同样不容忽视。
过大的变形会影响吊车的正常运行和厂房结构的安全性。
通常通过控制吊车梁的挠度来保证其刚度要求，挠度限值应符合相关规范的规定。
在连接设计方面，吊车梁与柱的连接通常采用高强螺栓连接或焊接。
连接节点的设计要保证传力明确、可靠，并且便于施工和维护。
吊车梁之间的拼接也需要精心设计，以确保拼接部位的强度和刚度不低于梁的其他部位。
吊车梁的疲劳问题也是需要特别关注的。
由于吊车的频繁运行，吊车梁会承受反复的荷载作用，容易产生疲劳损伤。
因此，在设计中要对吊车梁的疲劳性能进行验算，并采取相应的构造措施来提高其抗疲劳能力，比如采用合理的焊缝形式、减少应力集中等。
为了提高吊车梁的耐久性，还需要进行防腐和防火处理。
钢结构设计 吊车梁
7
吊车的横向水平荷载
计算公式：
T
Q
(规定百分数)
(Q
Q1)g n
式中的“规定百分数”为：
软钩吊车 Q≤10t时 12％
Q＝15～20t时 10％
Q≥75t时 8％
硬钩吊车
20％
Q为吊车的额定起重量（t）；Q1为桥式吊车上的横行小车 重量（t），厂家的产品样本或设计手册上可查到；n为桥式 吊车的总轮数，例如四轮吊车n＝4，八轮吊车n＝8；g为重
浙江大学钢结构研究室
17
挠度验算
吊车梁的竖向挠度应满足下式要求：v
M xkl 2 10EIx
vT
式中：Mxk为由自重和不考虑动力系数的一台最大起 重量的吊车竖向荷载标准值所产生的最大弯矩，容
许挠度 vT 可查规范得。
此外，冶金工厂或类似车间中设有工作级别为A7、 A8级吊车的车间，其跨间每侧吊车梁或吊车桁架的
不大，在设计吊车梁时一般不需考虑。 ） 吊车梁上的永久荷载 吊车梁走道活荷载，（标准值2kN，可适当等
效地并入竖向轮压）
2020年7月1日
浙江大学钢结构研究室
5
2020年7月1日
浙江大学钢结构研究室
6
吊车的竖向荷载
吊车最大轮压标准值 ： Pkmax（吊车的厂家的产品样 本或设计手册上均可查到 ）
重级工作制计算制动结构水平挠度，考虑1台最大重 级工作制吊车。
荷载最不利位置按绝对最大弯矩和弯矩、剪力影响 线原理确定。
2020年7月1日
浙江大学钢结构研究室
11
最大弯矩计算 最大剪力计算
2020年7月1日
浙江大学钢结构研究室
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吊车梁的验算
强度验算 整体稳定验算 局部稳定验算 疲劳验算 挠度验算
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。
吊车梁设计PPT课件
W’ny—吊车梁上翼缘截面对 y轴的净截面抵抗矩。
第30页/共54页
带制动梁的吊车梁 A点最不利
Mx My f
Wnx 1 Wny 1
Wny1—制动梁截面对其 形心轴y1的净截面抵抗矩。
第31页/共54页
带制动桁架的吊车梁
A点最不利
Mx Wnx
M
' y
Wn'y
N1 An
f
An—吊车梁上翼缘及腹板15第t3w2的页/共净54截页面面积之和。
21计算项目计算力吊车台数组合轻中级吊车重级吊车吊车梁及制动结构的强度和稳定按实际情况不多于两台轮压处腹板局部压应力腹板局部稳定不多于两台吊车梁和制动结构的疲劳强度一台最大吊车吊车梁的竖向挠一台最大吊车计算力及吊车台总数组合表22计算项目计算力吊车台数组合轻中级吊车重级吊车制动结构的水平挠度一台最大吊车梁上翼缘制动结构与柱的连接按实际情况不多于两台柱间支撑处吊车按实际情况不多于两台计算力及吊车台总数组合表23273吊车梁的内力计算吊车荷载为移动荷载确定最不利轮压位置计算最大内力采用影响线法根据影响线法计算弯矩时的吊车的最不利轮距布置为
制动结 构形式
正应力σ 上翼缘处
下翼缘处
剪应力τ
腹板计算高 度边缘的局 腹板计算高度边缘的折算 部压应力 应力
σc
无制动 结构
制动梁
制动桁 架
Mx Wnx 1
My Wn'y
f
Mx Wnx
My Wn'y 1
f
Mx Wnx
M
' y
Wn&梁 轮压影响范围内
Mx
f
Vmax S w I xtw
1.35F fv lztw
f
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。
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 ==。
钢结构吊车梁与钢柱连接节点设计研究
车传 递至 吊车梁 的横 向水 平 力 的支 座反 力 。 吊车梁 在设 计时 ， 为使 施 工 方便 ， 一般 将 其 设 计 为 简 支 ； 当
吊车梁荷 载较 小时 ， 一般 将其 设计 为铰 支 ， 且 柱基 的
再 由连 接节点 传递至钢 柱上 ， 因此 吊车 梁与钢 柱 的连
计为 铰支 ， 节点 板受 竖 向剪力 及弯矩 的共 同作 用 ， 一 般 的连 接方 式 为高强 螺栓 连接 。
１ ． １ 钢板 焊接
接节点 是 确保 吊 车 梁平 稳 、 正常 、 安 全 运 行 的基 础 。
同时 由于 吊车梁 的存在 ， 也 增加 了钢 结构 厂房 的纵 向
适用 于多数工业 厂房 中 ， 或应用 于大型 体育馆 等公共
建筑 中 。钢结 构工业 厂房 中往 往需配 备 吊车 ， 因此增 加 了钢 结构 中钢柱 的荷 载 ， 同时也 对钢 柱 的稳 定性 要
不均 匀沉 降对 吊车 的影 响较小 。将 吊车 梁 的上翼缘 与 钢柱进 行 简支设 计 ， 可避 免 因 吊车梁 的挠 曲变 形
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ４ １ ５ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ２ ０ ９ ６ — １ ９ １ Ｘ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． Ｏ 【 ） ４
引 言
钢 结构工业 厂 房作 为 我 国 目前 工 业建 筑 中使 用
率最 高 的建筑 之一 ， 其 具有施工 速度 快 、 跨 度大 、 延性 好等优 点 。钢 结构作 为装配式 建筑 中的一 种 ， 所使 用
第３ ５卷 第 １ 期 ２ ０ １ ７年 ３ 月
Ｖ０ １ ． ３ ５ ＮＯ ． １
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辅助 桁架
制动桁架 吊车梁
2.4.2 吊车梁荷载
1.竖向荷载
吊车、起重物及系统自重。 （1）吊车竖向荷载动力系数 悬挂吊车、轻中级工作制软钩动力系数1.05， 重级工作制1.1；计算疲劳、变形不考虑 （2）吊车竖向荷载设计值
Pmax 1.4Pk,max
2.横向水平荷载 （1）每个车轮横向水平荷载设计值 T 1.4(Q Q1）n
3.带制动桁架
轴力 N1 M y b1
M y —横向水平荷载产生 的最大弯矩设计值。
d
图2.4.4 局部弯矩计算 节间荷载 T
局部弯矩 M y T d 3
T——作用于一个吊车轮上的 横向水平荷载或摇摆力
b1
N1
N1
（c）
图2.4.3 截面强度验算
A点最不利
Mx Wnx
M
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ' y
疲劳验算 tw tw 22 t
w
1.构造要求
选用合适的钢材标号和冲击韧性要求。 受拉翼缘边缘全长刨边。 吊车桁架或制动桁架优先采用高强螺栓连接。
焊接工字形吊车梁，翼缘和腹板的连接采用 加引弧板的焊透对接焊缝（课本P96 b图）。
受拉翼缘除与腹板焊接外，不得焊接其他任何 零件，不许在受拉翼缘打火。
xx
受拉区：B点最不利
Mx f
yB
Wnx 2
Wnx1、Wnx2 ——吊车梁截面对x轴上部、
（a）
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
Mx My f
Wnx Wny1
（b） 图2.4.3 截面强度验算
Wny1 ——制动梁截面对其形心轴y1的净截面抵抗矩。
2.4 吊车梁的设计
吊车梁系统组成 吊车梁的荷载 吊车梁的内力计算 吊车梁截面的验算 吊车梁的连接
2.4.1 吊车梁系统组成
吊车梁
制动系统
吊车梁 图2.4.1 吊车梁系统
制动系统
制动系统：（1）加强上翼缘 Q 30t l 6m A1 ~ A5
加 强 上 翼 缘
（a） 图2.4.2 吊车梁系统组成
3.计算方法 影响线方法
2.4.4 截面设计及验算
1.截面选择 截面选择同第六章受弯构件组合梁
2.截面验算 强度验算 整体稳定验算 刚度验算 疲劳验算
强度计算
1.加强上翼缘
受压区： A点最不利
Mx My f
Wnx1 Wny
——吊车梁上翼缘截面 对y轴的净截面抵抗矩。
T Ay P
竖向挠度： v M kxl 2 [v]
10EIx
Mkx—竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩。
水平挠度： u M kyl 2 l
10EIy1 2200
I y1 —制动结构截面对形心轴y1的毛截面惯性矩。
M ky
—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。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。
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
3.受拉翼缘与支撑连接处的主体金属 （螺栓孔处）
2 4
1
3
（a）跨中截面
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
5
（b）支座截面 图2.4.5 疲劳验算点
吊车梁
连接板 板铰
图2.4.6 吊车梁上翼缘连接
（2）制动梁、制动桁架
Q、l 较大
制动梁
吊 车 梁
（b） 图2.4.2 吊车梁系统组成
竖向荷载
吊车梁
横向水平荷载
制动梁
（3）边柱吊车梁设置垂直辅助桁架 l 12m 重级工作制 l 18m 轻、中级工作制
制动桁架
垂直支撑
15tw
竖向荷载
吊车梁
横向水平荷载
制动桁架
水平支撑
（c） 图2.4.2 吊车梁系统组成
3.疲劳验算方法
作业2.2
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
—应力幅 max min —循环次数n=2×106次时的容许应力幅；
f —欠载效应的等效系数（按表2-12取用）
2.4.5 吊车梁的连接
——吊车横向水平荷载系数
Q ——吊车额定起吊重量kN Q1 ——小车自重标准值kN n ——吊车轮数
（2）每个轮压处摇摆力标准值
Hk Pmax, k
——刹车轮与轨道间的滑动摩擦系数（取值见P89）
注：摇摆力仅用于重级工作制吊车梁验算强度、稳定、 连接时考虑
3.纵向水平荷载
注：此荷载由柱间支撑承担。 一侧轨道上纵向水平荷载标准值
Wn'y
N1 An
f
An—吊车梁上翼缘及腹板15tw的净截面面积之和。
注：吊车梁其它方面强度验算同上册所讲。
整体稳定验算 加强上翼缘的吊车梁，按下式验算其整体稳定。
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
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。
n
P Pmax, K K 1
—刹车轮与轨道间的滑动摩擦系数 取0.1
n
Pmax, k —吊车一侧制动轮的最大轮压之和
i 1
2.4.3 吊车梁内力计算
1.计算内容
M xmax 及相应 Q、支座 Vmax
M ymax 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.吊车梁下翼缘与柱的连接 M20～M26普通螺栓（注意防松动）
2.吊车梁上翼缘与柱的连接 保证连接能传递全部支座反力 重级工作制吊车梁宜采用板铰连接，以保证吊
车梁在简支状态下工作。 3.吊车梁之间连接
永久防松动高强螺栓（双螺帽、弹簧垫圈、将螺帽 螺杆焊死）
制动边梁 制 动 板
上柱截面
高强螺栓
高强螺栓