钢吊车梁制动结构计算实例

钢吊车梁制动结构计算实例

摘要：本文结合某项目压延车间钢吊车梁制动结构设计的实例，指出了在其具体设计中的几个要点。

关键词：制动结构钢吊车梁

1．工程概况

某压延车间厂房位于抗震设防烈度为6度的地区，设计地震分组第一组。车间吊车梁跨度为15米，吊车梁系统设置制动结构，制动板兼做检修平台。车间跨内有两台起重量为50吨，A6工作制的吊车，吊车参数见下表。车间吊车梁轨顶标高为12米。吊车梁设置辅助桁架，作为车间墙架柱的支点。本工程的墙架结构为自成体系，墙架柱位于吊车梁以上的部分采用支撑式，以下墙架柱采用吊挂式。即纵墙的墙架柱支承在吊车梁的辅助桁架上，墙架柱间距为7.5米。吊车梁和辅助桁架均为简支在厂房钢柱上，吊车梁中心线到辅助桁架中心线宽度为0.75米。墙架柱（HM294×200×8×12）传至辅助桁架上弦的竖向力标准值为40kN；墙架柱传至辅助桁架上弦的水平风荷载集中力标准值为35kN（含风压力、风吸力两种工况）。厂房柱下柱为格构式钢管混凝土柱D457×10，肢距1.4米，上柱为焊接工字型截面350×600×12×16。

附表一：吊车参数一览表

天车起重量工作制天车跨度车宽轮距最大轮压总重小车重

50吨A634.5米7.024米 5.0米457kN68.299吨12.765吨

荐用轨道：QU80采用焊接式轨道联结

吊车梁采用Q345B级钢制作；墙架柱、辅助桁架、垂直支撑和下翼缘水平支撑均采用Q235B级钢制作。吊车梁设计采用PKPM系列的STS软件，辅助桁架上翼缘按2L125×10。制动结构简图如右图所示。

2．制动结构计算

按照《钢结构设计手册》第369页，当制动梁的边梁为辅助桁架的上弦杆时，制动梁的强度因按照下式进行计算

附图1：制动结构简图

式中N——作用于制动梁上的竖向荷载产生的轴心力；

NQ——屋盖等荷载作用下，对辅助桁架上弦杆所产生的轴心力（当无此荷载时，则NQ=0）；MH——吊车横向水平荷载作用下，对制动梁在水平方向所产生的最大弯矩；

Wny1——制动梁对y1轴的净截面模量；

Mx1——作用在制动梁上的竖向荷载对桁架上弦节间所产生的局部弯矩；

Wnx1——辅助桁架上弦杆截面对x1轴的净截面模量。

2.1、辅助桁架荷载统计

2.1.1制动板传来荷载

恒载：

制动板8mm厚花纹钢板7.85×0.008=0.628kN/m2

考虑加劲肋乘以1.25的放大系数1.25×0.628=0.785kN/m2

制动板宽度1.4m

传到辅助桁架上翼缘的荷载0.785×1.4/2=0.55kN/m

辅助桁架自重110kg/m

节点恒载（节点间距1.5m）（1.10+0.55）×1.5=2.48kN

活载：检修吊车及轨道的平台荷载荷重或人行走道的垂直均布荷载当无特殊要求时，可取制动板上活荷载标准值为2.0kN/m2，其荷载分项系数 1.4。

传到辅助桁架上翼缘的荷载2.0×1.4/2=1.40kN/m

节点活载1.4×1.5=2.10kN

2.1.2墙架柱（HM294×200×8×12）传来的荷载

恒载：

墙面结构传来荷载40kN

墙架柱自重（柱高16.5米）0.573×16.5=9.45KN

合计49.45KN

风荷载：35kN

2.1.3水平支撑传来荷载

恒载：（每个节点）0.18kN

2.1.4垂直支撑荷载

恒载：（每个节点）0.10kN

2.2辅助桁架轴力包络图如附图

附图2：桁架内力图（压力为负,拉力为正）

2.3吊车横向水平荷载作用下，对制动梁在水平方向所产生的最大弯矩

由吊车梁计算书查知

吊车水平荷载（标准值）产生的最大水平弯矩MT=123.798kN•m

吊车摆动卡轨力产生的最大水平弯矩MTHk=360.528kN•m

2.4作用在制动桁架上的竖向荷载对桁架上弦节间所产生的局部弯矩：

节点间距：1.5米

初选上弦杆截面为2L1250×10

线荷载：1.2×0.55+1.4×1.4=2.88kN/m

自重线荷载：1.2×0.38=0.46kN/m

线荷载q=2.88+0.46=3.34kN/m

Mx1=3.34×1.52/8=0.94kN•m

制动桁架上弦的净截面模量Wnx1=209.61cm3

2.5风荷载作用下上弦杆截面应力

墙皮柱传至辅助桁架上弦的水平风荷载集中力标准值为35KN（含风压风吸两种情况）

制动梁为15m简支梁

M=35×15/4=131.25kN•m

2.6制动结构截面特性计算

2L1250×10角钢Az1=48.75cm2，Izy=1484cm4

吊车梁上翼缘55×2.5cm

制动板尺寸121.5×0.8cm

吊车制动结构计算简图见附图1。

平面外的截面特性为：

A’=55×2.5+121.5×0.8+48.75=283.45cm2

52.6cm

X2=140-52.6=87.4cm

=999850cm4

12483cm39959cm3

967341cm4

12077cm39635cm3

2.7辅助桁架上弦截面强度计算：

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