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1.05，吊车荷载分项系数Q1.40 则吊车荷载设计值为

竖向荷载设计值 PQPmax1.051.474.95110.18kN

横向荷载设计值 HQ

0.10Q(g)

1.4

n0.108.849.8

3.kN03

2

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对应的截面位置

考虑吊车来那个自重对内力的影响，将内力乘以增大系数w1.03，则最大弯矩好剪力设计值分别为：

Mkc.max

l

Pa2

274.95(3.751.875)2273.10kNm

l7.5

lP(a2)2110.18(30.125)

w1.0387.0kN

l7.5

2

Vmaxc

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

RA1.03110.18(

3.5

1)179.60kN，Vmax179.69kN。 6

3.3.3.3水平方向最大弯矩

MH

Hc3.3Mmax312.688.6kNm。 P110.18

3.3.4截面选择

3.3.4.1梁高初选

容许最小高度由刚度条件决定，按容许挠度值(v

l

)要求的最小高度为：500

l

hmin0.6[f]l[]0.66000500200106360mm。

v

由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩

1.2Mmax1.2312.68106

W1876.08103mm3

f200

梁的经济高度为：h300563.34mm。取h600mm。 3.3.4.2确定腹板厚度

h0600214576mm。

按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为：

1.2Vmax1.2179.69103

tw2.34mm

h0fv576

160

2.40mm。取tw6mm。 tw

3.3.4.3确定翼缘尺寸

初选截面时:

1111

b(~)h0(~)576115.2~192mm

5353

上翼缘尺寸取350mm14mm，下翼缘尺寸取240mm14mm。

初选截面如下图所示：

2

x

图2-4 吊车梁截面

3.3.5截面特征

3.3.5.1毛截面特性

A57.20.6351.4241.4116.92cm

y0

351.459.357.20.635241.40.7

35.33cm

116.92

351.43157.23241.4322

Ix351.4(59.335.33)157.2(3535.33)241.4

121212

(0.735.33)279103cm4

79103

Wx2.68103cm3

(6035.33)上翼缘对中和轴的毛截面面积矩

S351.4(59.335.33)(6035.331.4)221336.978cm3。 上翼缘对y轴的截面特性：

Iy

1

1.43531.067104cm4 12

1

Wy1.43522.85102cm3

6

3.3.5.2净截面特征

A

n

57.20.6(3522.35)1.4241.4110.34cm2

(3522.35)1.459.357.20.635241.40.7

32.05cm

110.34

(3522.35)1.430.657.232

Inx(3522.35)1.4(59.332.05)0.657.2(35

1212241.432

32.05)241.4(0.732.05)264.997103cm4

12

6499764997上下

Wnx2.325103cm3，Wnx2.028103cm3

27.9532.05yn0

上翼缘对y轴的截面特性：

An(3522.35)1.442.42cm2

3531.4Iny22.351.4920.4469104cm4

12 4469Wny255cm3

17.5

3.3.6梁截面承载力验算

3.3.6.1强度验算 (1)正应力 上翼缘正应力：

MmaxMH312.681068.610622

满足要上150.4N/mm210N/mm65

Wny2.325102.5510Wnx求。

下翼缘正应力：

Mmax312.68106

下116.7N/mm2210N/mm2 满足要求。 6

Wnx2.02810

Iy11.43531.067104cm4 12

1Wy1.43522.85102cm3 6

3.3.5.2净截面特征

An57.20.6(3522.35)1.4241.4110.34cm2

(3522.35)1.459.357.20.635241.40.732.05cm110.34

(3522.35)1.430.657.23

2Inx(3522.35)1.4(59.332.05)0.657.2(351212

241.43

232.05)241.4(0.732.05)264.997103cm4

12

6499764997上下Wnx2.325103cm3，Wnx2.028103cm3

27.9532.05yn0

上翼缘对y轴的截面特性：

An(3522.35)1.442.42cm2

3531.4Iny22.351.4920.4469104cm4

12 4469Wny255cm3

17.5

3.3.6梁截面承载力验算

3.3.6.1强度验算

(1)正应力

上翼缘正应力：

MmaxMH312.681068.6106

22 满足要上150.4N/mm210N/mm65Wny2.325102.5510Wnx

求。

下翼缘正应力：

Mmax312.68106

下116.7N/mm2210N/mm2 满足要求。 6Wnx2.02810

(2)剪应力

计算的突缘支座处剪应力：

1.2Vmax108.761031.237.76N/mm2170N/mm2 满足要求。 h0tw57210

(3)腹板的局部压应力

采用QU80钢轨，轨高130mm。lza5hy2hR505142130370mm；集中荷载增大系数1.0，腹板的局部压应力为：

cP1.0110.18103

twlz640029.78N/mm2200N/mm2

(4)腹板计算高度边缘处折算应力 为计算方便偏安全的取最大正应力和最大剪应力验算。M

cmaxM312.68106312.6810Nmm,y1(600320.514)105.08N/mm27Inx79106

VS1108.7610335014(6007320.5)2 30.64N/mm7Ixtw79106

则折算应力为：

eq107.78N/mm1f1.1200220N/mm22β1——当σ与σc同号时，β1取1.1。

3.3.6.2梁的整体稳定性验算

l1/b16000/35017.1410.5，因此需要计算梁的整体稳定性。 1l1t6000140.42.0 b1h350600

b0.730.1810.730.180.40.802

I11114350350.02106mm4,I214240316.13106mm4 1212

bI150.120.756 I1I250.1216.13

b0.8(2b1)0.8(20.7561)

0.4096

iy75.22mm yl1y75.2279.77

梁的稳定性系数为：

bb4320Ahb]y2Wx4320116926000.4096]2.130.679.7722.681060.2821.070.2820.94 2.13 0.802b'1.07b

整体稳定性为：（取y1.0）

MmaxMH312.681068.6106

22 157.84N/mm200N/mm'65bWxWy0.942.68102.5510

满足要求。

3.3.6.3腹板的局部稳定性验算

h0w69580

170，应配置横向加劲肋。

加劲肋间距amin0.5h00.5572286mm,amax2h025721144mm，取a1000mm 外伸宽度：bsh040304059.2mm，取bs60mm

厚度：tsbs4mm，取ts6mm

计算跨中处，吊车梁腹板计算高度边缘的弯曲压应力为：

Mhc312.68106(600320.514)2105.08N/mm 7I7910

腹板的平均剪应力为：

V108.76103

31.47Nmm2 hwtw5726

腹板边缘的局部压应力为：

P0.9110.18103

c44.67Nmm2 twlz6370

(1)计算cr 2hc

bw15326900320.5141530.580.85 则 crf200Nmm2

(2)计算cr

crfv160Nmm2

(3)计算c,cr

则 c,crf200Nmm2 计算跨中区格的局部稳定性为：

22c105.08231.47244.670.541.0，满足要求。 200crcrc,cr200160

其他区格，经计算均能满足要求，计算从略。

3.3.6.4挠度计算

l2

2a22110.1830.2352kMkxw1.03312.68KN.m l6

Mkxl2312.6810660002l04.92mm6mm33410EIx1020610791010p

3.3.7焊缝计算

(1)上翼缘与腹板连接焊缝

hf1.24mm取hf6mm。

(2)下翼缘与腹板连接焊缝

108.7610324014520.57VmaxS1hf0.52mm w3420.7ffIx20.7200791010

取hf6mm。

(3)支座加劲肋与腹板的连接焊缝

Rmax108.76103

hf0.5mm 20.7lwffw0.73(57212)200取hf6mm。

3.3.8支座加劲肋计算

取平板支座加劲板的宽度为100mm，厚度为10mm。