动载焊接结构的设计

1、IWE-3/3.17动载焊接结构的设计吊车及吊车轨道蒋应田1、概述n1963年的标准DIN120n1974年的标准DIN15018,该标准也是“动在结构的基础标准”n1984年的标准DIN41322、目前适用的标准nDIN15018-T1:吊车，钢制梁架的原理、计算11/1984nDIN15018-T2：吊车，钢制梁架制造原理11/1984nDIN15018-T3：吊车，钢制梁家，汽车吊的计算11/19843、应用范围nDIN15018标准适用于吊车及其附件，以及吊车的钢制梁架4、结构设计基础n载荷形式分类1）主载荷：包括自重及提升载荷，同时还应考虑到所有垂直作用于吊车上的力。2）附加载荷：包

2、括风力、斜拉产生的分力，温度的影响，以及电器装置、扶梯、平台和围栏等。3）特殊载荷：包括翻转力、缓冲力和检验载荷。固有负载系数n对于不同的吊车构件，在不同的行走速度下应选择相应的固有负载系数，见表1行走速度 VF m/min固有负载系数轨道有接头的轨道没有或焊接接头的轨道60901.060200903001.22001.2表1 固有负载系数（DIN15018)提升载荷系数n提升载荷系数与下列因素有关1、提升速度2、运行状态，提升或下降3、提升及支撑结构的弹性4、提升加速的方式其中2是主要因素，因为在起吊及放下的瞬间吊臂及钢丝绳将受到很大的冲击力。这个冲击载荷比静载荷大几倍，因此在一定的提升速度

3、下应考虑到提升级别，见表2和图1提升级别提升载荷系数90VH m/min 90VH m/minH11.1+0.0022VH1.3H21.2+0.0044VH1.6H31.3+0.0066VH1.9H41.4+0.0088VH2.2表2 提升级别和提升载荷系数（DIN15018）图1 提升载荷系数和提升级别以及提升速度的关系说明一点：当VH=0,W=0时，仍有垂直力作用于吊车上，这提升级别线的交点按VH=-45m/min时确定。序号吊车按用途分类提升级别应力级别1手动H1B1,B23机加车间用吊车H1B2,B318重载一浮吊H1B2,B321建筑用悬臂吊H1B32安装起重机H1,H2B1,B28

4、浇注吊车H1,H2B5,B612门式吊车吊钩H2B4,B526汽车吊吊钩H2B3,B413门式吊车抓斗或磁盘H3,H4B5,B627汽车吊抓斗或磁盘H3,H4B4,B510装料吊车H4B6吊车水平方向的力n吊车水平方向的力是由吊车行走及刹车而引起的，这些力很复杂难以计算。按DIN15018标准，通常对轮与轨道间的摩擦系数取0.2。图2对对门式吊小车在启动和刹车时产生的测向力进行举例说明。吊车选用的材料n材料一般为St37和st52(按DIN17100标准）及ST35和ST55钢（按DIN1629）n表5给出构件和焊缝的许用应力许用应力ST37ST52HHZHHZD140160210240z=v

5、160180240270T92104138156许用应力ST37ST52HHZHHZ所有类型焊缝V160180240270对接和角焊缝、特殊质量DZK型焊缝，一般质量DZ140160210240角焊缝D130145195220Z113127170191所有类型焊缝在多轴应力状态下，构件和焊缝的比较应力验证n表6给出了计算公式，图7为举例工作强度验证n对吊车而言，当载荷状态为H级，应力循环次数大于2104时，需进行工作强度验证。n相关参数是应力作用状态。即应力的大小及作用频率。n根据应力的上、下限及状态分为四种理想的应力作用状态。四种应力作用状态nS0 吊车部件，几乎不承受较大应力nS1 吊车部

6、件，仅承受短时间的较大应力nS2 吊车部件，承受较小、中的应力nS3 吊车部件，几乎全部承受较大应力很轻S0轻S1中等S2重S3提升机构提升机构提升机构提升机构主要提升轻载很小提升重载提升轻载及重载的时间几乎均等主要提升重载几乎全部提升重载图9 DIN 15018标准-理想的应力作用状态曲线应力组别n对于应力循环次数也分为四组，即按提升及下降次数划分。 N12105次 N2=21056105次 N3= 6105 2106 N42106次n由应力循环次数及应力作用状态确定应力组别。如表10应力循环 次数N1N2N3N4应力循环总数2104 2 1052105 6 1056105 2 1062 1

7、06载荷作用时间短间歇时间长有规律性的断续工作有规律性的断续工作有规律性的重载下连续工作应力作用 状态应力组别S0很轻B1B2B3B4S1轻B2B3B4B5S2中等B3B4B5B6S3重B4B5B6B6表10 应力组别工作强度曲线组图11给除了S0只S3的工作强度曲线组，该图仅适用于一定的构件和一定的材料，同时也考虑在一定的极限应力比=最小/最大下的缺口效应工作强度不仅仅取决于应力状态和应力循环次数，还与构件的结构形状有关，如缺口效应、动载或载荷的变化形式（ =-1+1）以及材料的强度和对缺口的敏感性。5、缺口状态n在DIN15018和DIN4132标准中把缺口状态分为八中，其中三种是对打磨或

8、钻孔构件而言，既W0,W1和W2，后五种是针对焊接构件：K0,K1,K2,K3,K4。K0表示缺口效应很小。不同的缺口状态的举例如图12186、许用应力的确定n在进行工作强度验证时，应确定其许用应力，表19给除了其计算公式：应力组别材料St37和St52缺口状态K0K1K2K3k4B1(475.2) (424.2) (356.4)252.4152.7B2(336)(300)252180108B3237.6212.1178.2127.376.4B41681501269054B5118.8106.189.163.638.2B68475634527表20 DIN15018-工作强度验证 =-1时的许用应力D说明：表中给出的缺口状态K0K4， =