十四、吊车梁的设计与验算

十四、吊车梁的设计与验算

吊车梁跨度L=6m，无制动结构，钢材采用Q235，焊条采用E43系列，吊车梁资料如下：

吊车采用LH型的15t中级电动葫芦桥式吊车，查《实用建筑结构荷载手册》知：桥架宽度B=4.716m，轨道中心至吊车外端距离b=165㎜，主梁底面至轨面距离为H2=720㎜，轨道至起重机顶距离为H=1.43m，大车轮距K=4.0m，小车Q1=3t，大车Q=18.8t，最大轮压Pmax=141KN。

1、吊车荷载计算

吊车竖向荷载动力系数??1.05，可近似轮压乘荷载增大系数β=1.03吊车荷载分项系数?Q?1.4，软钩吊车取??0.10则：

竖向计算轮压：

P????QPmzx?1.05?1.03?1.4?141?213.49KN

每轮横向水平力： T??Q?(Q?Q1)n?1.4?0.10?(150?30)?12.6KN 22、内力计算（见下图） P∑Pa1a2a2PPa1PL/2CL/2L/2CL/2 （1） 吊车梁的最大竖向弯矩及其相应的剪力： a1?4000mm a2?a1/4?1000mm L?P(?a2)22?213.49?(3?1)2c2Mmax???284.65KN?m

L6L?P(?a2)2?213.49?(3?1)2Vc???142.33KN

L6（2） 吊车梁的最大剪力：

cVmax?P?P(L?a1)213.49?(6?4)?213.49??284.65KN L6（3） 计算强度时吊车梁的最大水平弯矩：

Tc12.6MT?Mmax??284.65?16.80KN?m

P213.49

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（4） 吊车梁竖向荷载标准值作用于下最大弯矩（求竖向挠度用）：

MX?Mmax284.65??193.64KN?m ??YQ1.05?1.43、截面选择

（1）按经济要求确定梁高

1.2Mmf?215N/mm W?f2ax1.2?284.65?106??158cm03

215所需经济梁高度：h?7.33W?30?7.331580?30?55cm （2）按刚度要求确定梁高：容许相对挠度取

l?l?，故???750。 750???330ac =58.05cm 采用hw?700mm。 (3) 按经验公式确定腹板厚度： y0=308.6（4）按抗剪要求确定腹板厚度： 1.2vmax1.2?284.65?103tw???1.2mm hwfv2400?125采用h?700mm，截面初选如图（见右图） 截面特征：

A?300?14?676?8?300?10?13028mm2 391.4tw?7?3hw?7?3?0.7?9.1mm 676b300吊车梁截面尺寸72

y0?330?14?7?676?8?(676/2?14)?300?10?(676?14?5)?308.6mm

130288?6763330?143300?10322Ix??676?8?43.4??330?14?301.6?

121212 ?300?10?386.42?1084.39?106mm4

Wxa?1084.39?106/308.6?3.5139?106mm3 Wxb?1084.39?106/391.4?2.7705?106mm3

上翼缘对Y轴惯性矩：

1014hmin?l??0.6??f??l????10?6?0.6?215?6000?750?10?6???14?3303Iy??41.9265?106mm4

12Wyc?41.9265?106/165?0.2541?106mm3 4、强度验算 （1）、正应力： 上翼缘

MmaxMt284.65?10616.80?10622 可以。 ?c?????147.1N/mm?215N/.mmac66WxWy3.5139?100.2541?10下翼缘

Mmax284.65?10622 可以 ?b???88.17N/mm?215N/mma6Wx2.7705?10（2）、突缘支座处截面剪应力：

1.2Vmax1.2?284.65?103????63.2N/mm2?fv?125N/mm2 可以

h0tw676?8（3）、腹板计算高度边缘局部压应力：

Lz?50?2hy?50?2?(140?14)?358mm

P213.49?103?c???74.54N/mm2?215N/mm2 可以

twLz8?3585、稳定性验算 （1）、整体稳定性：

?235?yt4320Ah??b??b2???b??0.671 ?1?4.4h?yWx????fyMyMx284.65?10616.80?1062 ??????186.84?215N/mm66?bWxWy0.671?3.5139?100.2541?10（2）、局部稳定性：

h0676??84.5?80235/fy?80且?170235/fy?170 tw8需配置横向加劲肋。 加劲肋间距计算：

Vmax284.65?103????52.63N/mm2

h0tw676?8?c?

P?74.54N/mm2 tw?Lz73

??MmaxW?h0?284.65?106.5139?106?676700?78.23N/mm2 nxh3?c74.54???52.63?1.416 c??74.5478.23?0.953 查《钢结构设计与计算》表1-41得：k1?616.1 k2?577.8

表1-42得：k3?441.5 k4?963

a?k1h0h=

616.1?6760??k676?11825mm

t2852.63?577.8wh0t??k?6764.23?963??215.62mm?0 则a?2h0?1352mmw878根据轨道连接及构造要求取a?1200mm 6、加劲肋计算

（1）腹板两侧的横向加劲肋 bh0676s?30?40?30?40?62.5mm tbss?15?62.515?4.17mm 采用?100?8 （2）支座加劲肋： 如采用?300?8则：

Ace?300?8?2400mm2

截面特征：（见右图）

008A?A23ce?15tw

?2400?15?82

?336mm02 15 x 881?8?3002有效截面i?It12A?2400?86.6mm 端部承压力计算：

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3??Rmax?284.65?102ce?118.6N/mm?f2Ace?310N/mm 可以 ce2400加劲肋在腹板平面外的稳定性计算： 按短柱核算承载能力：

l1600,?1600x?x?86.6?18.48

截面属C类截面，查附表C-3得：??0.972

??Rmax284.65??A?1030.972?3360?87.16N/mm2?215N/mm2 可以

7、疲劳强度计算

中级工作制吊车疲劳强度可不计算。 8、挠度计算

?M6 l?x?l10EI?193.64?10?60001106?105?1084.39?106?192?2600 x10?2. 满足挠度要求。 9、焊缝计算

（1） 上翼缘采用焊透的K形焊缝。 （2） 下翼缘角焊缝：

hVmzx?S1284.65?103?300?10?(391.4?5)f?2?0.7fw??200?1084.39?106?1.09mmt?Ix2?0.7按构造要求选取hf?6mm

（3） 支座加劲肋与腹板连接悍缝，采用角焊缝。

?1.2Rmzx1.2?284.65?103hf2?0.7lw?w?ft2?0.7?(676?10)?200?1.83mm 按构造要求选取hf?6mm

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