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钢结构吊车梁设计与计算
来源:未知 发布日期:2013-08-19

  1.钢结构吊车梁的荷载及工作性能
  钢结构吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用。即吊车的竖向荷载,横向水平荷载和纵向水平荷载。其中纵向水平刹车力沿吊车轨道方向,通过钢结构吊车梁传给柱间支撑,对钢结构吊车梁的截面受力影响很小,计算钢结构吊车梁时一般均不需要考虑。因此,钢结构吊车梁按双向受弯构件设计。
  2.钢结构吊车梁的截面组成
  根据钢结构吊车梁所受荷载作用,对于吊车额定起重量Q≤30t,跨度L≤6m,工作级别为A1~A5的钢结构吊车梁,可采用加强上翼缘的办法,用来承受吊车的横向水平力。当吊车额定起重量和钢结构吊车梁跨度再大时,常在钢结构吊车梁的上翼缘平面内设置制动桁架,用以承受横向水平荷载。钢结构吊车梁主要承担竖向荷载的作用,但它的上翼缘同时为制动梁的一个翼缘。
  制动结构不仅用以承受横向水平荷载,保证钢结构吊车梁的整体稳定,同时作为人行走道和检修平台。制动结构的宽度应以吊车额定起重量、柱宽以及刚度要求确定,一般不小于0.75m。当宽度小于等于1.2m时,常用制动梁;超过1.2m时,为了节省一些钢材,宜采用制动桁架。对于夹钳或料耙吊车等硬钩吊车的钢结构吊车梁,因其动力作用较大,则不论制动结构宽度如何,均宜采用制动梁,制动梁的钢板常采用花纹钢板,以利于在上面行走。
  A6~A8级工作制钢结构吊车梁,当其跨度大于等于12m,或A1~A5级钢结构吊车梁,跨度大于等于18m,为了增强钢结构吊车梁和制动结构的整体刚度和抗扭性能,对边列柱上的钢结构吊车梁,宜在外侧设置辅助桁架,同时在钢结构吊车梁下翼缘和辅助桁架的下弦之间设置水平支撑。也可在靠近梁两端1/4~1/3的范围内各设置一道垂直支撑。垂直支撑虽对增强梁的整体刚度有利,但因其在钢结构吊车梁竖向挠度影响下,易产生破坏,所以应避免在梁的竖向挠度较大处设置。
  3.钢结构吊车梁的连接
  钢结构吊车梁上翼缘的连接应以能够可靠地与柱传递水平力,而又不改变钢结构吊车梁简支条件为原则。
  板铰连接较好地体现了不改变钢结构吊车梁简支条件的设计思想。板铰宜按传递全部支座水平反力的轴心受力构件计算(对于重级工作制钢结构吊车梁以应考虑增大系数)。铰栓直径按抗剪和承压计算,一般在36~80mm之间。
  重级工作制钢结构吊车梁为了增强抗疲劳性能,其上翼缘与制动结构的连接应首选高强螺栓,可将制动结构作为水平受弯构件,按传递剪力的要求确定螺栓间距。不过一般可按100~150mm等间距布置。对于轻、中级工作制钢结构吊车梁,其上翼缘与制动结构的连接可采取工地焊接方式,一般可用焊脚尺寸6~8mm的焊缝沿全长搭接焊,仰焊部分可为间断焊缝。
  4.钢结构吊车梁的截面验算
  焊接钢结构吊车梁的初选截面方法与普通焊接梁相似,但钢结构吊车梁的上翼缘同时受有吊车横向水平荷载的作用。初选截面时,为了简化起见,可只按吊车竖向荷载计算,但把钢材的强度设计值乘以0.9,然后再按实际的截面尺寸进行验算。
  4.1疲劳验算
  钢结构吊车梁在吊车荷载的反复作用下,可能产生疲劳破坏。因此,在设计钢结构吊车梁时,首先应注意选用合适的钢材标号和冲击韧性要求。对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式。
  一般对A6~A8级钢结构吊车梁需进行疲劳验算。验算的部位有受拉翼缘的连接焊缝处,受拉区加劲肋的端部和受拉翼缘与支撑连接处的主体金属,还需验算连接的角焊缝。这些部位的应力集中比较严重,对疲劳强度的影响大。