2019年华北水利水电大学机械学院起重专业

1、、吊车梁资料:吊车台数/起 重量级别/钩别吊车跨 度吊车总 量小车重最大轮 压吊车梁跨 度材 料轨道型号2 台/16tA5/软钩25.5m21.450t2.991t147kN6mQ34543kg/m二、内力计算：(1)吊车荷载计算：Yqn动力系数:=1.05,吊车载荷的分项系数 Q=1.4,竖向荷载增大系数 =1.03,当额 定起重量为16-50吨时，取a1 = 1.04m, a2 =色=0.26m4Z P(丄-a?)2M max2557.00KN .m 最大弯矩处相应的剪力为：为P(£ -处) 屮2= 203.28KNl =0.1,则吊车荷载的设计值为：竖向荷载标准值：PkmaP

2、max = 1.03 147 -151.41KN竖向荷载设计值：P = oHQPkmax = 1.05 X1.4沃151.41= 222.57KN横向荷载标准值:2n1横向荷载设计值:=0 仆(16+ 2.991)沃 9.8二 4.65KNH 二 qT 1.4 4.65= 6.51KN(2)各项内力计算：计算项目简图内力最大弯矩M max支座最大剪力V maxPL 1pP 1«n -1V max = E bi卫 + P = 405.08KN .彳li = 1由水平载何产生的最大弯矩：M H max = ¥ M max = 16.29 KN .m三、吊车梁截面尺寸确定及几何特

3、征计算1梁截面尺寸确定1）按经济要求确定梁高：取f =295 Nmm2，则所需截面抵抗矩为W =2M max61.2557.0010295二 2.67106 mm所需梁咼:h =73 W -300 = 73 2.67 106 -30 671.11mm2）按刚度要求确定梁高：容许相对挠度取缶，故_600h min0.6fl -105= 0.6295600060010 ° = 637 .20 m m综上所述初选梁高h 650mm3）按经验公式确定腹板厚度：tw =7 3hw = 7 3 0.65 二 8.95mm4）按抗剪要求确定腹板厚度:丄 1 .2V maxtw 二hwfv1.2 4

4、05.08 103650180二 4.15 m m初选腹板-610x10，考虑因轮压较大，在梁端将腹板局部加厚。5）梁翼缘截面尺寸：为使截面经济合理，选用上、下翼缘不对称工字形截面, 所需翼缘板总面积按下式近似计算：twhwA%W2(2.67 106650) "048.72mm26上、下翼缘面积按总面积的60%及40%分配 上翼缘面积：20.6 6048.72 = 3629.23mm ,下翼缘面积：20.4 6048.72 =2419.49mm ;初选上翼缘-300x20 （面积Ai= 6000mm2）,下翼缘-20020（面积2A 二 4000mm ）。2、梁截面几何特性1）梁对x

5、轴的惯性矩及面积矩（图2-1 ）:150 1甜inn100图2-1吊车梁截面简图计算公式（h0=h-t1-t2）吊车梁截面面积：A 二 b t1 b2 t2 h0 tw =16100mm上翼缘到中和轴的距离yit1t2h0b1 t|1 b2 t2 (h - 2) h0 tw ( 0 t1)222A=285 .9m m下翼缘到中和轴的距离：y2 二 h - % = 364.1mm吊车梁X轴惯性矩：33,a 呛1丄'ti、2a xt2lx-b1t1 A)-12 1 1 2 12th 3 thb2t2(y2 -2)20 w b0tw( 0 匕yj2=1157081993m m22 12 2吊

6、车梁X轴抵抗矩：Wx 二比 J157081993 =318 106mm3 y2364.1吊车梁上翼缘截面 Y轴惯性矩:3t1020 300Iy =1212374-=4.5 10 mm吊车梁X轴抵抗矩:Wxa区二 4.05 106y1mm 3IX63.18 10 y23 mm吊车梁上翼缘截面Y轴抵抗矩:c 2 Iy53Wy3 10 mmb1四、梁截面承载力核算1、强度计算弯曲正应力上翼缘2 2(r= M max/Wxa + M Hmax/Wyc = 191.92 N/mm < 295N/mm下翼缘2 2(r= M max/Wxb = 175.28 N/mm < 295N/mm采用突缘

7、支座剪应力2 2t 1.2V cmax/h o/忖=79.69N/mm< 180N/mm腹板计算高度边缘局部压应力中级工作制吊车梁书=1,lz = 430 mm2 2(rc=书 F/t/lz = 50.25 N/mm < 310N/mm注：简支梁各截面折算应力一般不控制，未作验算。2、梁的整体稳定性得:litbih6000 20300 650= 0.615 ： 2.0l/bi= 30 10.5,按照钢结构设计规范应计算梁的整体稳定性，按表2-5表2-5项次侧向支撑何载l1t1g =b1h说明S<2.0C>2.01均布何载上翼缘0.69 P13 呂0.952跨中无侧作用在

8、下翼缘1.73-0.20 名1.33b1 -受压翼缘的宽度3向支撑集中荷载上翼缘0.73 40.18g1.09划-受压翼缘的厚度4作用在下翼缘2.23-0.28名1.67因集中荷载在跨中附近,则："0.73 0.18 ；： -0.73 0.18 0.615 =0.8413li74= 4.5 10 mm ,20 30031220 20021274= 1.3 10 mmI1|1 |24.5 107(4.5 1.3) 107= 0.776表2-6项次受弯构件情况计算公式说明1简支焊接工字形 截面（含 H型钢）当算得的护b值大于0.6时，应按 %' = 1.07 0.282%代替&#

9、174; b值2半心矗警叫山蹴JJ235 爲 W< VJ4.4h 丿fy3b = 0.8 2： b - 1 二 0.82 0.776 - 1 = 0.442iy4.5 107 1.3 10716100二 60.02y = h iy = 6000 60.02 =99.97计算梁的整体稳定系数为：按表2-6得：苗 R 4320 Ah j：打小丫亠林1、Wx R<4.4h 丿= 0.84仆半过99.9723.18I06 If".920j+0.442114.4610 丿= 1.91 0.6g.07 - 0282 h.07 - 0282 =0.9221.91b计算的整体稳定性为:M

10、 max Mt b'Wx Wy557 10616.29 1060.922 3.18 1063 105=244.28N mm2 ： 295 N mm2由以上计算可知整体稳定性符合要求。3、腹板局部稳定计算腹板高厚比：丄二650 =65 J|80=91 ,且有局部压应力（ /0），腹板的tw 10_ 飞 fy受力比较复杂，规范规定宜按构造要求在腹板上配置横向加劲肋，加劲肋的间距a按构造要求取1000mm横向加劲肋的尺寸确定按构造要求（据有关公式计算）：bs _ 匹 40 = 65040 =65.67mm,取b$ =90mm。3030二 4.378mm,取ts 二 6mm。bs 65.67

11、ts1515选用-90 6计算跨中处，吊车梁腹板计算高度边缘的弯曲压应力为：c 二匹= 557 106 (65 一 出59 一2) 10=165.23N/mm2 I91.16 109腹板的平均剪应力:3203.28 102=33.32 N / mm61 1 100腹板边缘的局部压应力:r= 222=51.76N/mm2twlz10 430Cf二. 345 -235 =1.211)计算二crC f 2hc十b - =0.53小于 0.85155 tw取二 cr =f =295N/mm2计算cra/h0 =1000/610=1.64c f h0 / tws二4仁 5.344(h0/a)2= 0.4

12、4小于 0.8取 cr =180N / mm22）计算匚ccrCfh°/tw= 0.76 9928 10.9 13.4(1.83 -h0/a)2取二 ccr2=f = 345N /mm2 三J ccr“65.23、I + '、295 丿尹.233.32、51.76 门彳I += 0.494 兰 1I 180 丿 345；cr-cr满足4、疲劳强度计算本工程吊车为中级工作制吊车，不必进行疲劳验算5、梁挠度计算等截面简支吊车梁竖向挠度（按标准值）：557 106 6000-竺557 106 6000 o.ooo225：丄 满足I 10E|x 10 206 103 11570819

13、93600五、梁连接计算1、梁端与柱的水平连接上翼缘与柱的水平连接：采用8.8级高强度螺栓，并采用喷砂处理摩擦面，抗 滑移系数取J =0.45。按一个吊车轮的横向水平力作用计算：V -4.65KN（并取：T =3.0）按柱宽及螺栓排列要求采用2M20螺栓，每螺栓承载力设计值（P = 190KN）N' =0.9 nfP=0.9 1 0.45 190 = 76.9KN总计连接处承载力N =2 76.9 =153.8KN17.4KN 满足2、翼缘板与腹板连接焊缝上翼缘板与腹板连接焊缝采用焊透的 T形连接（自动焊并精确检查），可与母 材等强，故不另行核算。下翼缘板与腹板连接焊缝=160Nmm2

14、。S =20 228.59 -1 = 1103.6cm33,VS1405.082 "0 "103.6"0hfw1.66mm2 0.7fTIx 2 0.7 160 1157081993取 hf=6mm3、支座加劲肋截面与连接计算吊车梁支座形式为突缘支座，支座加劲肋采用-200 X 20，其伸出长度不得大于其厚度的的2倍，取为20mm满足要求。吊车梁支座加劲肋计算简图见图2-2.截面几何特征: 腹板长度取：15tw = 150mm2Ace = 20 2 二 40cm3严082 !0 =101.3N/mm：Ace40 1022 2400N / mm31333.33卅12 12支座甲类计算截面特性为:2A = Ace 15twtw = 40 15 1 1 = 55cm1333.33|x4.92cm