钢结构厂房吊车梁设计.docx
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钢结构厂房吊车梁设计
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吊车梁设计
3.3.1设计资料
轨道
吊车
吊车梁
小车
牛腿额定起重量10吨
轮压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Q1.40
则吊车荷载设计值为
竖向荷载设计值
P
Q
Pmax
1.05
1.474.95
110.18kN
H
0.10
（Q
g）
0.108.84
9.8
横向荷载设计值
Q
n
1.4
2
3.03kN
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
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a2a2
PPP
a1
B
A
C
30003000
图2-2C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w1.03，则最大
弯矩好剪力设计值分别为：
Pl
2
a2
2
74.95
（3.75
1.875）
2
c
2
73.10kNm
Mk.max
l
7.5
c
P（l
a2）
2
110.18
（3
0.125）
2
Vmax
w
l
1.03
7.5
87.0kN
3.3.3.2吊车梁的最大剪力
如图位置的剪力最大
PPP
w
a1
B
C
A
6000
6000
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图2-3A
点受到剪力最大时截面的位置
RA
3.5
179.60kN，Vmax179.69kN。
1.03110.18
（1）
6
3.3.3.3
水平方向最大弯矩
MH
HMmaxc
3.3
312.688.6kNm。
P
110.18
3.3.4截面选择
3.3.4.1梁高初选
l
容许最小高度由刚度条件决定，按容许挠度值（v）要求的最小高度为：
500
hmin0.6[f]l[l]0.66000
500200106
360mm。
v
由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩
1.2Mmax
1.2312.68
106
33
W
200
1876.0810
mm
f
梁的经济高度为：
h73W300563.34mm。
取h600mm。
3.3.4.2确定腹板厚度
h0600214576mm。
按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为：
tw
1.2Vmax
1.2179.69103
h0
fv
2.34mm
576160
h0
576
。
取tw
6mm。
tw
2.40mm
3.5
3.5
3.3.4.3确定翼缘尺寸
初选截面时:
b（1
~1）h0
（1
~1）576115.2~192mm
5
3
5
3
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上翼缘尺寸取350mm14mm，下翼缘尺寸取240mm14mm。
初选截面如下图所示：
350
4
y1
d=23.5
90
90
x
x
6
2
7
5
0
yn
y
240
4
1
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
116.92cm2
y0
35
1.4
59.3
57.2
0.6
35
24
1.4
0.7
35.33cm
116.92
Ix
35
1.43
35
1.4
（59.3
35.33）2
1
57.23
157.2（3535.33）2241.43
241.4
12
12
12
（0.7
35.33）2
79103cm4
Wx
79103
2.68
103cm3
（60
35.33）
上翼缘对中和轴的毛截面面积矩
S351.4（59.335.33）（6035.331.4）20.621336.978cm3。
上翼缘对y轴的截面特性：
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Iy
1
1.4
353
1.067
104cm4
12
Wy
1
1.4
352
2.85
102cm3
6
3.3.5.2净截面特征
An
57.2
0.6（35
22.35）
1.4
24
1.4110.34cm2
yn0
（35
2
2.35）
1.4
59.3
57.2
0.6
35
24
1.4
0.7
110.34
32.05cm
Inx
（35
2
2.35）
1.43
（35
2
2.35）
1.4
（59.3
32.05）20.657.23
0.657.2（35
12
12
32.05）2
24
1.43
24
1.4
（0.7
32.05）2
64.997
103cm4
12
W上
64997
2.325
103cm3，W下
64997
2.028
103cm3
nx
27.95
nx
32.05
上翼缘对y轴的截面特性：
An（3522.35）1.442.42cm2
3
351.4244
Iny22.351.490.446910cm
44693
Wny255cm
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：
Mmax
MH
312.68106
8.6
106
2
2
满足要
Wnx上
Wny
2.325106
2.55
105
150.4N/mm
210N/mm
求。
下翼缘正应力：
Mmax
312.68106
2
2
满足要求。
Wnx下
2.028106
116.7N/mm
210N/mm
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（2）剪应力
计算的突缘支座处剪应力：
1.2Vmax
108.761031.2
37.76N/mm2
170N/mm2
满足要求。
h0tw
57210
（3）腹板的局部压应力
采用QU80钢轨，轨高130mm。
lza5hy2hR505142130370mm；集
中荷载增大系数1.0，腹板的局部压应力为：
c
tw
P
1.0110.18103
29.78N/mm2
200N/mm2
lz
6400
（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。
c
6
M
312.68106
（600320.514）
2
Mmax
312.6810Nmm,
y1
79107
105.08N/mm
Inx
VS
108.76
103
350
14
（600
7
320.5）
2
1
107
30.64N/mm
Ixtw
79
6
则折算应力为：
2
2
3
2
105.08
2
29.78
2
105.0829.78330.64
2
eq
c
c
107.78N/mm2
1f
1.1
200220N/mm2
β1——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/b16000/35017.1410.5，因此需要计算梁的整体稳定性。
l1
t
6000
14
2.0
1
h
350
0.4
b1
600
b
0.73
0.181
0.73
0.18
0.4
0.802
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I1
1
14
3503
50.02
106mm4,I2
1
14
2403
16.13106mm4
12
12
b
I1
50.12
0.756
I1
I2
50.12
16.13
b
0.8
（2
b
1）
0.8
（2
0.756
1）
0.4096
iy
I1
I2
50.02
106
16.13
106
75.22mm
A
11692
y
l1iy
600075.22
79.77
梁的稳定性系数为：
4320
Ah
1
（
y
t1
）
2
b]
b
b
2
Wx
[
4.4h
y
0.802
4320
11692
600
1
（
79.77
14
2
0.4096]2.130.6
2
2.68
6
[
4.4
）
79.77
10
600
'
1.07
0.282
1.07
0.282
0.94
b
2.13
b
整体稳定性为：
（取y1.0）
Mmax
MH
312.68106
8.6106
2
2
b'Wx
Wy
0.942.68106
2.55105
157.84N/mm
200N/mm
满足要求。
3.3.6.3腹板的局部稳定性验算
h0tw57269580
170，应配置横向加劲肋。
加劲肋间距amin0.5h00.5572286mm,amax2h025721144mm，取
a1000mm
外伸宽度：
bsh03040572304059.2mm，取bs60mm
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厚度：
tsbs1560154mm，取ts6mm
计算跨中处，吊车梁腹板计算高度边缘的弯曲压应力为：
Mhc
312.68106
（600320.514）
105.08N/mm2
I
79107
腹板的平均剪应力为：
V
108.76
103
31.47Nmm
2
hwtw
572
6
腹板边缘的局部压应力为：
c
P
0.9
110.18
103
44.67Nmm
2
twlz
6
370
（1）计算cr
2hc
2
6
900
320.5
14
b
tw
6
0.580.85
153
153
则crf
200N
mm2
（2）计算cr
crfv160Nmm2
（3）计算c,cr
则c,crf200Nmm2
计算跨中区格的局部稳定性为：
2
2
c
cr
cr
c,cr
105.08
2
31.47
2
44.67
，满足要求。
200
160
0.541.0
200
其他区格，经计算均能满足要求，计算从略。
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3.3.6.4
挠度计算
pk
l
a2
2
110.1830.2352
Mkx
2
2
312.68KN.m
w
l
1.03
6
Mkxl2
312.68
106
60002
4.92mm
l0
6mm
10EIx10
206
10379
103
104
1000
3.3.7焊缝计算
（1）上翼缘与腹板连接焊缝
1
2
2
hf
VS1
P
20.7ffw
Ix
lz
1
108.6
103
350
14
600
320.5
2
1.0
110.18
103
2
7
1.24mm
2
0.7
200
79
107
370
取hf6mm。
（2）下翼缘与腹板连接焊缝
hf
VmaxS1
108.76103
240
14
520.57
0.52mm
20.7ffwIx
20.7
200
79
103
104
取hf6mm。
（3）支座加劲肋与腹板的连接焊缝
hf
Rmax
108.76
103
20.7lw
ffw
0.73（572
0.5mm
12）200
取hf6mm。
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。
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承压面积：
Ace100101000mm2
支座加劲肋的端面承应力为：
Rmax
108.76103
2
2
ce
Ace
1000
108.76Nmm
fce325Nmm
稳定计算：
A
100
10
150
10
2500mm2
Iz
1
10
1003
1
150103
846000mm4
12
12
iz
Iz
846000
h0
572
31.9
A
2500
18.4,
18.4
iz
从上得知：
属b类截面，查表可以知道，所以按照下列公式来
计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性：
ce
Rmax
108.76
103
46.68N/mm2
215N/mm2。
A
0.932
4740
吊车梁施工图见图纸。
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