某50t简支吊车梁验算计算书

1、50T简支吊车梁验算计算书=计算软件：MTS钢结构设计系列软件 MTSTool v2.0.1.20计算时间：2008年08月29日 08:00:38=一. 设计资料1 基本信息:验算依据：钢结构设计规范(GB 50017-2003) 建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)吊车梁跨度：l=9000 mm吊车梁平面外计算长度：l0=9000 mm吊车梁所在柱列：边列柱吊车梁所在位置类型：中间跨2 吊车信息:吊车梁上有两台不同吊车同时运行第一台吊车基本信息(参图)吊车类型:50t225_中级软钩吊车吊车跨度:22500 mm吊车自重:52 t小车重量:15.43 t吊车起重量:50 t工作级

2、别:A4A5(中级)吊钩形式:软钩吊车单侧轮子数:2个最大轮压:444 kN最小轮压:92.5 kN轨道类型:QU80吊车宽度:6944 mm吊车轮距C:4800 mm第二台吊车基本信息(参图)2 / 18吊车类型:32t225_中级软钩吊车吊车跨度:22500 mm吊车自重:39.84 t小车重量:10.88 t吊车起重量:32 t工作级别:A4A5(中级)吊钩形式:软钩吊车单侧轮子数:2个最大轮压:289 kN最小轮压:75.9 kN轨道类型:QU70吊车宽度:6620 mm吊车轮距C:4700 mm3 荷载信息:吊车竖向荷载增大系数：v=1.04吊车荷载分项系数：c=1.4当地重力加速度

3、值：g=9.8附加竖向均布活载标准值：0 kN/m附加水平均布活载标准值：0 kN/m吊车一动力系数：1=1.05吊车一横向水平刹车力系数：1=0.1吊车一摆动力系数：1=0吊车二动力系数：2=1.05吊车二横向水平刹车力系数：2=0.1吊车二摆动力系数：2=04 验算控制信息:吊车梁竖向挠度允许值：l/1000吊车梁水平挠度允许值：l/22005 吊车梁截面信息:吊车梁示意图截面型号:H-1300*380(300)*10*16(12)用户自定义截面截面材料类型:Q345截面每米质量:175.84 kg/m截面几何参数如下:截面高度 H =1300 mm上翼缘宽度 B1 =380 mm下翼缘宽

4、度 B2 =300 mm腹板厚度 Tw =10 mm上翼缘厚度 Tf1=16 mm下翼缘厚度 Tf2=12 mm截面力学参数如下:x轴毛截面惯性矩 Ix =560571.754 cm4x轴净截面惯性矩 Inx =537315.981 cm4x轴上翼毛截面抵抗矩 Wx =9658.726 cm3x轴上翼净截面抵抗矩 Wnx =8977.473 cm3x轴下翼净截面抵抗矩 Wnx1 =7659.702 cm3y轴上翼毛截面抵抗矩 Wy =527.73 cm3y轴上翼净截面抵抗矩 Wny =355.597 cm3上翼缘有效净面积 Ane =53.92 cm2净截面中和轴高度 Cny =701.484

5、 mm吊车梁截面为梯形渐变式变腹板高度截面:截面端部高度 hd =950mm端部x轴毛截面惯性矩 Id =270333.586 cm4端部x轴毛截面静矩 Sd =3271.354 cm3端部x轴上翼缘静矩 Sdu =2475.036 cm3端部x轴下翼缘静矩 Sdd =1904.118 cm36 吊车梁制动结构信息:吊车梁采用制动桁架结构制动桁架宽度：800mm制动桁架节点间距：1000mm边弦杆截面选用：C-300*100*20*5边弦杆面积：26 cm2边弦杆绕y轴惯性矩：298.01 cm4制动结构绕y轴毛截面惯性矩：Icy=124170.959 cm47 吊车梁截面焊缝信息:吊车梁腹板

6、与上翼缘采用双面角焊缝上翼缘焊脚高度：hfu=8 mm吊车梁腹板与下翼缘采用双面角焊缝下翼缘焊脚高度：hfd=6 mm吊车梁腹板与翼缘焊缝采用：自动焊8 腹板加劲肋信息：横向加劲肋布置方式：两侧成对布置横向加劲肋端部焊接方式：断续回焊，断弧横向加劲肋选用：SB8_Q345横向加劲肋间距：a=900 mm变截面区段横向加劲肋间距：a'=900 mm横向加劲肋宽度：100 mm横向加劲肋端部到下翼缘距离：80 mm吊车梁不配纵向加劲肋和横向短加劲肋9 支座信息：吊车梁采用的支座类型：中间跨全突缘，端跨一边突缘，一边平板平板支座加劲肋选用：SB14_Q345平板支座加劲肋宽度：185 mm加

7、劲肋焊缝焊脚高度：8 mm平板支座选用：SB30_Q345平板支座宽度：50 mm平板支座长度：300 mm突缘支座加劲肋选用：SB18_Q345突缘支座加劲肋宽度：300 mm伸出下翼缘长度：20 mm与截面腹板焊脚高度：8 mm与截面上翼缘焊脚高度：6 mm与截面下翼缘焊脚高度：6 mm10 计算参数：梁截面材料屈服强度：fy=345 N/mm2梁截面材料转换系数：CF=(235/345)0.5=0.8253上翼缘截面抗拉强度：ft=310 N/mm2下翼缘截面抗拉强度：fb=310 N/mm2梁腹板截面抗剪强度：fv=180 N/mm2梁腹板端面承压强度：fce=400 N/mm2吊车梁

8、焊缝抗剪强度：fw=200 N/mm2二. 验算结果一览 验算项 数值 限值 结果 受压(上)翼缘宽厚比 11.56 最大12.4 满足 腹板高厚比 127.20 最大250.0 满足 上翼缘受压强度比 0.81 最大1.0 满足 下翼缘受拉强度比 0.88 最大1.0 满足 端部腹板剪应力强度比 0.91 最大1.0 满足 腹板局部承压强度比 0.54 最大1.0 满足 腹板折算应力强度比 0.60 最大1.0 满足 整体稳定强度比 设制动结构 不需验算 满足 竖向挠度计算值(mm) 8.33 最大9.0 满足 水平挠度计算值(mm) 0 不需验算 满足 上翼缘焊缝强度比 0.67 最大1.

9、0 满足 上翼缘焊缝高度(mm) 8.00 最小6.0 满足 上翼缘焊缝高度(mm) 8.00 最大12.0 满足 下翼缘焊缝强度比 0.47 最大1.0 满足 下翼缘焊缝高度(mm) 6.00 最小6.0 满足 下翼缘焊缝高度(mm) 6.00 最大12.0 满足 区格局稳强度比 0.90 最大1.0 满足 区格局稳强度比 0.86 最大1.0 满足 区格局稳强度比 0.83 最大1.0 满足 区格局稳强度比 0.90 最大1.0 满足 区格局稳强度比 0.97 最大1.0 满足 区格局稳强度比 0.99 最大1.0 满足 加劲肋布置方式 双侧成对 轻/中级 满足 横向加劲肋间距(mm) 9

10、00.00 最大2544.0 满足 横向加劲肋间距(mm) 900.00 最小636.0 满足 横向加劲肋间距1(mm) 900.00 最大2544.0 满足 横向加劲肋间距1(mm) 900.00 最小636.0 满足 横向加劲肋外伸宽度(mm) 100.00 最小82.4 满足 横向加劲肋厚度(mm) 8.00 最小6.7 满足 无纵向加劲肋时ho/Tw 127.20 最大140.3 满足 平板加劲肋稳定强度比 0.55 最大1.0 满足 平板加劲肋焊缝强度比 0.31 最大1.0 满足 突缘加劲肋稳定强度比 0.58 最大1.0 满足 突缘端面承压强度比 0.52 最大1.0 满足 突缘

11、加劲肋焊缝强度比 0.56 最大1.0 满足 平板加劲肋外伸宽度(mm) 185.00 最小82.4 满足 横向加劲肋厚度(mm) 14.00 最小12.3 满足 平板加劲肋焊脚高度(mm) 8.00 最小6.0 满足 平板加劲肋焊脚高度(mm) 8.00 最大12.0 满足 突缘加劲肋外伸宽度(mm) 145.00 最小12.0 满足 突缘加劲肋厚度(mm) 18.00 最小9.7 满足 突缘加劲肋焊脚高度(mm) 8.00 最小7.0 满足 突缘加劲肋焊脚高度(mm) 8.00 最大12.0 满足三. 吊车梁截面内力计算:1 吊车梁支座处最大剪力Vd计算(参图)：竖向附加活载作用下端部剪力

12、Vda=0 kN吊车考虑动力系数后最大轮压标准值：P=1.05×444=466.2 kN吊车竖向荷载作用下端部剪力：Vdc=1.4×1.04×466.2×(3×9000-2032-6732)/9000=1132.196 kN端部最大剪力计算值：Vd=1132.196 kN2 跨中最大竖向弯矩Mvm计算(参图)：竖向附加活载作用下跨中弯矩Mva=0 kN·m吊车考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值：P=1.05×444=466.2 kN吊车荷载合力：F=466.2×2=769.65 kN左支座反力：R=769.65&#

13、215;4099.422/9000=350.569 kN吊车梁跨中弯矩Mvc计算：Mvc=1.4×1.04×350.569×4099.422×10-3=2092.46 kN·m跨中最大弯矩计算值：Mvm=2092.46 kN·m3 跨中最大竖向弯矩对应剪力Vm计算(参图)：竖向附加活载作用下端部剪力Vma=0 kN吊车考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值：P=1.05×444=466.2 kN吊车荷载合力：F=466.2×2=769.65 kN左支座反力：R=769.65×4099.422/9000=350

14、.569 kN最大弯矩点左侧剪力计算：Vml=1.4×1.04×350.569=510.428 kN最大弯矩点右侧剪力计算：Vmr=Vml-1.4×1.04×466.2=-168.359 kN跨中最大弯矩对应的剪力计算值：Vm=510.428 kN4 吊车梁跨中最大水平弯矩Mhm计算(参图)：水平附加活载作用下跨中弯矩Mha=0 kN·m吊车考虑刹车力系数及其放大后单轮横向作用力标准值：P=0.1×(50+15.43)/2×g/2=16.03 kN吊车荷载合力：F=16.03×2=26.536 kN左支座反力：R=

15、26.536×4097.765/9000=12.082 kN吊车梁跨中弯矩Mhc计算：Mhc=1.4×12.082×4097.765×10-3=69.313 kN·m跨中最大水平弯矩计算值：Mhm=69.313 kN·m5 跨中最大竖向弯矩标准值Mvk计算(参图)：竖向附加活载作用下跨中弯矩Mvka=0 kN·m吊车单轮最大轮压标准值：P=1.0×444=444 kN吊车荷载合力：F=444×2=888 kN左支座反力：R=888×5700/9000=562.4 kN吊车梁跨中弯矩Mvkc计算：

16、Mvkc=1×1.04×(562.4×5700-444×4800)×10-3=1117.459 kN·m跨中最大弯矩计算值：Mvk=1117.459 kN·m6 跨中最大水平弯矩标准值Mhk计算(参图)：水平附加活载作用下跨中弯矩Mhka=0 kN·m吊车考虑刹车力系数及其放大后单轮横向作用力标准值：P=0.1×(50+15.43)/2×g/2=16.03 kN吊车荷载合力：F=16.03×2=32.061 kN左支座反力：R=32.061×5700/9000=20.305

17、kN吊车梁跨中弯矩Mhkc计算：Mhkc=1×(20.305×5700-16.03×4800)×10-3=38.793 kN·m跨中最大水平弯矩计算值：Mhk=38.793 kN·m四. 吊车梁板件宽厚比验算:1 受压(上)翼缘宽厚比验算:受压翼缘宽厚比限值：b0/t=15*(235/fy)0.5=12.38翼缘自由外伸宽度：b0=185 mm翼缘宽厚比：b0/Tf1=185/16=11.56312.38，满足2 腹板高厚比验算:腹板高厚比限值：h0/t=250腹板计算高度：h0=1272 mm腹板高厚比：h0/Tw=1272/10=

18、127.2250，满足五. 吊车梁截面强度验算:1 上翼缘受压强度验算:吊车梁采用制动桁架水平弯矩在吊车梁上翼缘产生的轴心力NT=Mhm/C=86.641 kN上翼缘在桁架节间那的水平局部弯矩由第一台吊车控制单轮横向刹车力：T1=1.4×(50+15.43)×0.1*0.5/2=2.29 kN单轮卡轨力：T2=1.4×444=0 kN第一台吊车为轻、中级工作制吊车Myl=max(T1, T2)*CW/4=0.5725 kN·m吊车梁须验算疲劳强度或b0/Tf1>10.729，取x=1.0吊车梁无须验算疲劳强度，取y=1.2=(Mvm/Wnx/x+M

19、yl/Wny/y+NT/Ane)/ft=(2092.46/8977.473/1+0.5725/355.597/1.2+86.641/53.92)×103/310=0.80891，满足2 下翼缘受拉强度验算:=Mvm/Wnx1/fb=2092.46×103/7659.702/310=0.88121，满足3 端部腹板剪应力强度验算:考虑截面削弱系数1.2=Vd*Sdx/(Idx*Tw/1.2)/fv=1132.196×3271.354/(270333.586×10/1.2)/180×102=0.91341，满足4 最大轮压下腹板局部承压强度验算:考

20、虑集中荷载增大系数后的最大轮压设计值按第一台吊车计算：吊车最大轮压：Pmax=444 kN轻、中级工作制吊车梁，依钢规4.1.3取增大系数：=1.0F=c*Pmax=1.4×1×1.05×444=652.68 kN梁顶到腹板计算高度上边缘距离：hy=Tf1=16 mm轨道高度：hR=130 mm集中荷载沿跨度方向支承长度取为：50 mm集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度：lz=50+5*hy+2*hR=50+5×16+2×130=390 mmc=F/Twlz=652.68×103/10/390=167.354 N/mm2腹板抗

21、压强度设计值：f=310 N/mm2局部承压强度比=c/f=167.354/310=0.53991，满足5 腹板与上翼缘交接处折算应力强度验算:按跨中最大弯矩及其对应的剪力和最大轮压计算计算点局部压应力：c=108.931 N/mm2(参见腹板局部承压验算)计算点正应力计算计算点到中和轴的距离：y1=H-Cny-Tf1=582.516 mm=Mvm/In*y1=2092.46/537315.981×582.516×102=226.848 N/mm2计算点剪应力计算上翼缘对中和轴静矩：S1=(y1+0.5*Tf1)*B1*Tf1×10-3=3590.336 cm3=

22、Vm*S1/Ix/Tw=510.428×3590.336/560571.754/10×102=32.692 N/mm2与c同号，强度设计值增大系数：1=1.1折算应力强度比=(2+c2-*c+3*2)0.5/(1*f)=(226.8482+108.9312-226.848×108.931+3×32.6922)0.5/(1.1×310)=0.59971，满足6 吊车梁整体稳定性验算吊车梁设置了制动结构，整体稳定不需验算。六. 吊车梁变形计算:1 竖向挠度计算竖向挠度限值：=l/1000=9 mm按渐变式变截面梁计算吊车梁竖向挠度=Mvk*l2/(

23、EIx)*(1+0.12*(1-Id/Ix)=1117.459×106×90002/(206000×560571.754×104)×(1+0.12×(1-270333.586×104/560571.754×104)=8.325 mm(1/1081)9(1/1000)，满足2 水平挠度计算依钢规附录A.1.2条，无须验算吊车梁及其制动结构的水平变形！七. 翼缘与腹板的连接焊缝验算1 上翼缘与腹板连接焊缝验算:按梁端最大剪力和最大轮压计算：上翼缘焊脚计算高度：he=0.7*hfu=5.6 mm承受动力荷载，依钢规7.1

24、.3条取角焊缝强度增大系数：f=1.0上翼缘焊缝强度=(Vd*Sdu/Id)2+(*F/f/lz)2)0.5*0.5/he/fw=(1132195.874×2475036.106/2.703e+009)2+(1×424829.973/390)2)0.5*0.5/5.6/200=0.67131，满足2 下翼缘与腹板连接焊缝验算:按梁端最大剪力计算：下翼缘焊脚计算高度：he=0.7*hfd=4.2 mm下翼缘焊缝强度=(Vd*Sdd/Id)*0.5/he/fw=(1132.196×1904.118/270333.586)*0.5/4.2×102/200=0.

25、47471，满足八. 吊车梁腹板局部稳定验算:1 吊车梁腹板加劲肋布置简图(参图)：吊车梁腹板局部稳定由区格控制区格腹板仅设置横向加劲肋2 吊车梁局稳验算内力影响线输出：单位力作用于X处时，XL到XR区间的平均剪力为：当X<=XL时：Vmean=-X/L当XL<X<XR时：Vmean=(L-XL-XR)*X-L*XL)/L/(XR-XL)当X>=XR时：Vmean=1-X/L单位力作用于X处时，XL到XR区间的平均弯矩为：当X<=XL时：Mmean=0.5*X*(2*L-XL-XR)/L当XL<X<XR时：Mmean=0.5*(L-X)*(X2-XL2

26、)+X*(2*L-X-XR)*(XR-X)/L/(XR-XL)当X>=XR时：Mmean=0.5*(L-X)*(XL+XR)/L3 吊车梁区格局稳验算内力计算(参图)：区格左端坐标：XL=3586 mm区格右端坐标：XR=4486 mm吊车一考虑动力系数后最大轮压标准值：P=444×1.05=466.2 kN吊车一下为轻、中级工作制吊车梁，依钢规4.3.1取折减系数：'=0.9吊车二考虑动力系数后最大轮压标准值：Q=289×1.05=303.45 kN吊车二下为轻、中级工作制吊车梁，依钢规4.3.1取折减系数：'=0.9吊车梁区格最大集中力设计值计算：

27、吊车轮压力仅有P作用于内F=1.4×466.2×0.9=587.412 kN吊车梁区格平均剪力设计值计算：Vmean=1.4×1.04×466.2×(8972+3586+4486×4081.14-8972×3586/8972/(4486-3586)+303.45×(8972-6113.14)/8972×10-3=205.459 kN吊车梁区格平均弯矩设计值计算：Mmean=1.4×1.04×466.2×(8972-4081.14)×(4081.14×408

28、1.14-3586×3586)+4081.14×(2×8972-4081.14-4486)×(4486-4081.14)/8972/(4486-3586)+303.45×(8972-6113.14)×(3586+4486)/8972×0.5×10-6=1999.807 kN·m4 吊车梁区格局部稳定验算吊车梁腹板区格的横向加劲肋间距为：a=900 mm区格腹板计算高度：h0=H-Tf1-Tf2=1272 mm区格截面中和轴高度：Cy=719.621 mm区格截面对X轴关系矩：Ix=560571.754 c

29、m区格腹板计算高度边缘到中和轴距离：hc=H-Tf1-Cy=564.379 mm区格腹板计算高度边缘应力计算：=Mmean*hc/Ix=1999.807×564.379/560571.754×102=207.047 N/mm2=Vmean/h0/Tw=205.459/1272/10×103=16.152 N/mm2c=F/Lz/Tw=587.412/390/10×103=150.618 N/mm2正应力单独作用下的临界应力计算：腹板区格受压区高度：hc=H-Cy-Tf1=564.379 mmb=2*hc/Tw/177/Cf=2×564.379/

30、10/177/0.8253=0.7727b0.85，取cr=fw=310 N/mm2剪应力单独作用下的临界应力计算：a/h0=900/1272=0.70751.0，取s=h0/Tw/41(4+5.34/(a/h0)2)0.5/Cf=1272/10/41/(4+5.34/0.70752)0.5/0.8253=0.98160.8s1.2，取cr=(1-0.59*(s-0.8)*fv=160.719 N/mm2局部压应力单独作用下的临界应力计算：a/h0=0.70751.5，取c=h0/Tw/28(10.9+13.4*(1.83-a/h0)3)0.5/Cf=1272/10/28/(10.9+13.4

31、/(1.83-0.7075)3)0.5/0.8253=1.0070.9c1.2，取c,cr=(1-0.79*(c-0.9)*fw=283.68 N/mm2区格局部稳定性强度比=(/cr)2+(/cr)2+c/c,cr=0.98711，满足九. 梁端支座强度验算:腹板每侧有效宽度：be=15*CF*Tw=123.799 mm支座加劲肋平面外计算长度：l0=h0=922 mm1 梁端平板支座加劲肋验算:加劲肋材料强度设计值：fr=310 N/mm2支座加劲肋截面强度设计值：ff=min(fr, fw)=310 N/mm2梁腹板伸出支座加劲肋外宽度：br=0.5×(50-14)=18 mmbr<be，取腹板有效总宽度：bef=123.799+18=141.799 mm加劲肋截面面积：Af=384×14+141.799×10=6737.986 mm2加劲肋截面惯性矩：If=3843×14/12+141.799×103/12=66072104.548 mm4加劲肋截面回转半径：if=(If/Af)0.5=(66072104.548/6737.986)0.5=99.025 mm加劲肋平面外长细比：f=l0/if=922