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钢结构厂房——吊车梁设计特点

 
  吊车梁设计
 
  吊车梁一般是简支的(构造简单,施工方便,对支座沉降不敏感
 
  常见的形式有:型钢梁(1)、组合工字型梁(2)、箱形梁(3)、吊车桁架(4)等。
 

 
  吊车梁所受荷载
 
  永久荷载(竖向)
 
  动力荷载,其方向有横向、水平向,特点是反复作用,容易引起疲劳破坏。因此,对钢材的要求较高,除了对抗拉强度、伸长率、屈服点等常规要求外,要保证冲击韧性合格。
 
  吊车梁结构系统的组成
 
  1、吊车梁
 
  2、制动梁或者制动桁架
 
 

 
  吊车梁的荷载
 
  吊车梁直接承受三个方向的荷载:竖向荷载(系统自重和重物)、横向水平荷载(刹车力及卡轨力)和纵向水平荷载(刹车力) 。
 
  吊车梁设计不考虑纵向水平荷载,按照双向受弯设计。
 

 
  竖向荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载。
 
  竖向荷载包括吊车及其重物、吊车梁自重。
 
  吊车经过轨道接头处时发生撞击,对梁产生动力效应。设计时采取加大轮压的方法加以考虑。
 
  横向水平荷载由卡轨力产生(轨道不平顺),产生横向水平力。
 
  吊车荷载计算
 

 
  荷载规范规定,吊车横向水平荷载标准值应取横行小车重力g与额定起重量的重力Q之和乘以下列百分数:
 
  软钩吊车:Q≤100kN时, 取20%
 
  =150~500kN时, 取10%
 
  ≥750kN时, 取8%
 
  硬钩吊车:取20%
 
  规定,重级工作制(工作级别为A6~A8)吊车梁,由于吊车摆动引起的作用于每个轮压处的水平力标准值为:
 

 
 
  吊车梁的内力计算
 
  计算吊车梁的内力时,由于吊车荷载为移动荷载,
 
  首先应按结构力学中影响线的方法确定各内力所需吊车荷载的最不利位置,
 
  再按此求出吊车梁的最大弯矩及其相应的剪力、支座处最大剪力、以及横向水平荷载作用下在水平方向所产生的最大弯矩。
 
  计算吊车梁的强度、稳定和变形时,按两台吊车考虑;
 
  疲劳和变形的计算,采用吊车荷载的标准值,不考虑动力系数。
 
  1、移动荷载作用下的计算,首先根据影响线方法确定荷载的最不利位置;
 
  2、其次,求出吊车梁的最大弯矩及相应剪力、支座处最大剪力,横向水平荷载作用下的最大弯矩
 
  3、进行强度和稳定计算时,一般按两台吊车的最不利荷载考虑;疲劳计算时则按一台最大吊车考虑。
 
  吊车梁的截面验算
 
  截面设计
 
  求出吊车梁最不利的内力之后,根据第5章组合梁截面选择的方法试选吊车梁截面
 
  截面验算
 
  截面验算时,假定竖向荷载由吊车梁承受,横向水平荷载由加强的吊车梁上翼缘、制动梁或制动桁架承受,并忽略横向水平荷载所产生的偏心作用。
 
  整体稳定验算
 
  连有制动结构的吊车梁,侧向弯曲刚度很大,整体稳定得到保证,不需验算。加强上翼缘的吊车梁,整体稳定公式:
 

 
  刚度验算
 
  验算吊车梁的刚度时,应按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算,且不乘动力系数。
 
  吊车梁竖向挠度近似计算公式
 
  翼缘与腹板连接焊缝
 
  上翼缘焊缝除承受水平剪应力外,还承受由吊车轮压引起的竖向应力;下翼缘焊缝仅受翼缘和腹板间的水平剪应力。
 
  对于重级工作制吊车梁,上翼缘与腹板的连接应采用图7.91所示焊透的T型连接焊缝,焊缝质量不低于二级,此时不必验算焊缝强度。
  腹板的局部稳定验算
 
  吊车梁腹板除承受弯矩产生的正应力和剪应力外,尚承受吊车最大垂直轮压传来的局部压应力。腹板局部稳定的计算方法见受弯构件一章。
 
  疲劳验算
 
  按照第二章进行疲劳验算,验算时采用一台起重量最大吊车的荷载标准值。
 
  验算部位:受拉翼缘的连接焊缝处、受拉区加劲肋的端部、受拉翼缘与支撑连接处的主体金属、连接的角焊缝。
 
  吊车梁与柱的连接
  当吊车梁位于设有柱间支撑的框架柱上时,下翼缘与吊车平台间应另加连接板用焊缝或高强度螺栓连接,按承受吊车纵向水平荷载和山墙传来的风力进行计算。
 
  吊车梁上翼缘与柱的连接应能传递全部支座处的水平反力。
 
  墙梁类型
 
  厂房维护墙分为砌体自承重墙、大型混凝土墙板、轻型墙皮三大类。
  墙梁结构的布置
 
  厂房柱间距大于12m时,柱间设置墙架柱,墙架柱间距为6m;在墙面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿处设置一道墙梁;在墙梁上设置拉条减少墙梁的竖向挠度, 在最上层墙梁处设斜拉条,墙梁可根据柱距大小做成简支梁或连续梁。
 
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