重级工作制钢吊车梁在设计中需注意的几个问题.pdf
- 文档编号:14660181
- 上传时间:2023-06-25
- 格式:PDF
- 页数:5
- 大小:176.30KB
重级工作制钢吊车梁在设计中需注意的几个问题.pdf
《重级工作制钢吊车梁在设计中需注意的几个问题.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《重级工作制钢吊车梁在设计中需注意的几个问题.pdf(5页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
浙江建筑,第29卷,第1期,2012年1月ZhejiangConstruction,Vol29,No1,Jan2012收稿日期:
20111111作者简介:
仇畅芸(1980),女,上海人,工程师,从事建筑结构设计工作。
重级工作制钢吊车梁在设计中需注意的几个问题OnSeveralIssuesinDesigningHeavyDutySteelCraneGirder仇畅芸QIUChang-yun(上海市机电设计研究院有限公司,上海200040)摘要:
通过垃圾焚烧厂A8吊车梁设计的工程实例,分别计算相同起重量、不同工作制下钢吊车梁。
通过对计算结果的比较,提出重级工作制钢吊车梁设计中需要注意的问题,其目的在于提醒设计者设计钢吊车梁时更应重视吊车的工作级别。
关键词:
强度;稳定;挠度;循环次数中图分类号:
TU3921文献标识码:
B文章编号:
10083707(2012)0100290412m跨度内的钢吊车梁设计一般可套用标准图集而不必另行设计计算,但遇到非标准吊车梁就必须由设计者自行设计。
笔者设计的南通区域生活垃圾焚烧热电联产项目主厂房的抓斗吊工作制级别是A8,吊车梁跨度为6m,无法套用标准图集。
而且厂房A8工作制级别的吊车采用极少,笔者曾经走访的上海江桥、常熟、盐城几家垃圾焚烧发电厂均采用A7工作制级别的抓斗吊,暂无可供借鉴的设计实例。
本文通过介绍笔者所设计南通区域生活垃圾焚烧热电联产项目主厂房A8工作制级别的抓斗吊钢吊车梁的计算过程,主要阐述了重级工作制吊车梁在设计过程中与相同起重量其他工作级别吊车梁的不同之处及注意事项。
1工程概况南通区域生活垃圾焚烧热电联产项目位于如皋市石庄镇。
整个项目以主厂房为主体,周边布满了其它配套单体工程,如110kV配电所、化水站、取水泵房、办公楼、烟囱等。
主厂房由卸料大厅及焚烧间垃圾库、汽轮机房、主控楼、锅炉区五部分组成。
其中主厂房垃圾库设两台起重量为15t,工作级别为A8的抓斗吊。
2计算21吊车技术参数抓斗吊基本技术参数见表1。
吊车梁跨度6m。
表1吊车技术参数序号起重量/t吊车跨度/m吊车简图总重/kN小车重/kN最大轮压/kN最小轮压/kN工作制数量/台备注115225536215A82抓斗桥式22吊车荷载计算吊车的荷载计算结果见表2。
由表2可以发现各级别工作制吊车梁计算的两个不同点:
(1)在动力系数的取值上A1A5取105,而A6A8取11;
(2)吊车横向水平荷载计算两者所用的计算公式不同。
表2A1A8吊车梁竖向吊车荷载设计值和横向水平荷载设计值计算表竖向吊车荷载的设计值P/kN横向水平荷载设计值H/kNA1A3316057700A4,A5316057700A63311049665A73311049665A83311049665分析动力系数不同动力系数、计算方法均不同A1A5的计算公式为1:
H=Q+GnX10514式中:
X根据额定起重量确定的一个百分数。
A6A8的计算公式为2:
H=015P1123内力计算假定不同级别的抓斗吊厂家提供的资料均相同,吊车梁跨度相同。
A1A8工作制吊车梁内力计算见表3。
表3A1A8吊车梁最大竖向弯距、最大水平弯距、最大剪力设计值计算表最大竖向弯矩设计值M/(kNm)最大水平弯矩设计值MH/(kNm)最大剪力设计值V/kNA1A374438816164567066A4,A574438816164567066A6779835104256594070A7779835104256594070A8779835104256594070分析P不同H不同P不同由于荷载规范中的动力系数取用不同(A1A5取105,A6A8取110),钢结构规范关于H的计算方法A1A5,A6A8不同,重级工作制吊车(A6A8)与轻级工作制吊车(A1A3)、中级工作制吊车(A4、A5)的M、H、V,特别是H差别很大,这对强度、稳定的计算影响很大。
24选择吊车梁截面
(1)工字形吊车梁的腹板高度根据经济高度、容许挠度值及建筑净空条件确定:
按经济高度hec(mm)要求:
hec73槡W300式中:
W梁的毛截面模量(mm3),W=12Mmaxf,其中f为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2)。
对于A8吊车梁W=12Mmaxf=127791961000000310=3016243mm3hec73槡W300=7114mm取h=750mm。
(2)工字形吊车梁的腹板厚度可根据经验公式确定:
tw=135h槡0=78mm式中:
h0腹板高度,现暂定h0=730mm。
取tw=8mm3。
当吊车梁为重级工作制(A6A8),宜设置制动结构,且特重级工作制(A8)吊车梁的制动结构应采用制动梁。
结合工艺布置需要,可利用吊车梁边侧走道板作为制动体系。
布置形式见图1,钢材采用Q345B。
图1吊车梁布置简图25强度计算
(1)当制动结构为制动梁时:
上翼缘的正应力=MWnx上+MHWny103浙江建筑2012年第29卷式中:
Wnx上梁截面对x轴的上部净截面模量;Wny1制动梁截面(包括吊车梁上翼缘截面)对y1轴的净截面模量。
(2)下翼缘的正应力=MWnx下式中:
Wnx下梁截面对x轴的下部净截面模量。
(3)吊车梁支座处的剪应力(采用突缘支座)=12Vh0tw(4)吊车横向荷载作用下制动梁边梁的应力=MHWny1式中:
Wny1制动梁截面(包括吊车梁上翼缘截面)对y1轴的净截面模量。
(5)腹板的局部压应力c=Flztw式中:
集中荷载增大系数。
当为A6A8级别的吊车梁时取135,其他取103;lz=50+516+2130=390mm。
根据上述公式应力计算结果见表4。
表4A1A8吊车梁应力计算表上翼缘的正应力/(N/mm2)下翼缘的正应力/(N/mm2)吊车梁支座处的剪应力(采用突缘支座)/(N/mm2)吊车横向荷载作用下制动梁边梁的应力/(N/mm2)腹板的局部压应力c/(N/mm2)A1A32299802532641178124618104713A4,A52299802532641178124618104713A627359626532412342229789148094A727359626532412342229789148094A827359626532412342229789148094分析M不同MH不同V不同MH不同、P不同26稳定性计算
(1)梁的整体稳定。
由于吊车梁设有制动结构体系,梁的侧向稳定有可靠保证,故可不计算梁的整体稳定。
(2)腹板的局部稳定。
66h0/tw=9026140仅需配置横向加劲肋且其各区格的局部稳定应力应按下面的公式进行计算。
()cr()cr+()cr()cr+cc,cr1计算结果见表5。
表5A1A8吊车梁腹板局部稳定性计算表()cr()cr+()cr()cr+cc,crA1A30841A4,A50841A60897A70897A80897计算结果均满足要求23。
27特重级工作制吊车梁(仅A8须计算)腹板及横向加劲肋强度的补充计算A1A7无需计算。
(1)由吊车侧向力及轨道偏心所引起的扭矩T=Pe+075Hhr式中:
e附加偏心距,可取15mm;hr吊车轨道高度。
T=944kNm=944106Nmm
(2)在扭矩T作用下,腹板上端边缘处产生的附加弯曲应力y,T=2Ttwlt式中:
lt=lTr+bt3/3,采用QU80轨道,lTr=387cm4;y,T=3496Nmm2。
(3)吊车梁腹板上端边缘处的强度计算x=x+025c=99+025148094=136f=310N/mm2y=y,T+c=3496+148094=183054f=310N/mm2xy=+025y,T+03c=123422+0253496+03148094=1766f=310N/mm213第1期仇畅芸:
重级工作制钢吊车梁在设计中需注意的几个问题r=xx+ccxc+3(+03c)(+03c槡)=32411f=341N/mm2(4)成对布置的腹板横向加劲肋的强度4s=15T/(AsBs)=1.5944106/(906846)=3832f=310N/mm228挠度计算
(1)梁的竖向挠度。
由荷载标准值(不乘动力系数),并只有1台吊车产生的吊车梁最大弯距标准值计算。
这里V/l=Mxl10EIx计算结果见表6。
表6A1A8吊车梁竖向挠度计算表MxV/lV/lA1A33226011/12091/800A4,A53226011/12091/1000A63226011/12091/1200A73226011/12091/1200A83226011/12091/1200通过比较可以发现,所有级别的钢吊车梁在其他条件相同的情况下竖向挠度计算结果是一样的,只是控制值不一样。
(2)制动结构的水平挠度。
钢结构设计规范(GB500172003)规定A7、A8的吊车需要按1台最大吊车横向水平荷载验算水平挠度。
Mh=4839kNmV/l=Mhl10EIy1=1/99881/2200A1A6无需计算2。
29疲劳计算根据钢结构设计规范(GB500172003)规定,承受动力荷载重复的钢结构构件及其连接,当应力变化的循环次数n等于或大于5104次,且出现拉应力的部位;重级工作制吊车梁,中、重级工作制吊车桁架须进行疲劳应力计算。
起重机设计规范(GB381183)规定,起重机的工作级别A1A8是根据载荷状态和总的工作循环次数N进行划分的。
笔者认为起重机的工作循环次数和应力循环次数应该是一致的,那么根据起重机的划分标准,A8工作级别的吊车可能会出现2106次以上的应力循环次数,最多达到4106次。
那么按照通常2106次的容许应力幅来控制A8吊车的疲劳是偏不安全的。
所以在本项目的A8吊车梁疲劳设计时笔者取控制应力=(C/n)1/f取08(重级工作制软构吊车)。
C、n的取值见钢结构设计规范(GB500172003)表621。
疲劳应力计算结果见表7、表84。
经过计算,本项目的A8级别吊车梁截面刚好合格。
210位移计算有A7、A8级别的吊车厂房另需验算吊车梁的顶面标高处有1台最大吊车水平荷载所产生的计算变形值。
A8的允许值比A7宜减小2。
表7A1A8吊车梁内力表绝对最大竖向弯距/kNm绝对竖向最大剪力/kN欠荷载效应系数A1A3无需计算A4,A5316276239605A6316276239608A7316276239608A8316276239608表8A1A8吊车梁疲劳应力计算表上翼缘与腹板连接处腹板的疲劳应力f1/(N/mm2)1/(N/mm2)下翼缘与腹板连接处腹板的疲劳应力f2/(N/mm2)2/(N/mm2)下翼缘与腹板连接处角焊缝的疲劳应力f3/(N/mm2)3/(N/mm2)A4,A547581444393103109259A676111447028103174759A776111447028103174759A87611121702882174747(下转第42页)23浙江建筑2012年第29卷
(2)电渗法:
降低有效应力,使得桩土界面处的负摩阻力降低;(3)套管法:
在中性点以上桩段的外面罩上一段比桩身大的套管,可使该段桩身不受土的负摩阻力作用;(4)沥青涂层法或采用NF桩:
在中性点以上的桩侧表面涂以特种沥青,这是目前降低负摩阻力最有效且经济的方法;(5)外围保护桩法:
也称隔离桩法,适用于主要由外部填土或堆载引起的负摩阻力情况。
5结语很多建筑物桩基由于存在本文中介绍的负摩阻力产生的三类条件之一而出现沉降、倾斜、开裂,以致有的无法使用而拆除,或花大量资金进行加固等。
如果在工程设计中对负摩阻力予以考虑并采取相应措施,则可避免事故的发生。
参考文献1吴宁芬桩基负摩阻力的探讨J水利科技,2009(3):
47512黄强,刘金砺,高文生,等JGJ942008建筑桩基技术规范S北京:
中国建筑工业出版社,20083宁晓冬浅议桩基负摩阻力J科技创新导报,2010(26):
76774刘金波建筑桩基技术规范理解与应用M北京:
中国建筑工业出版社,2008:
94965马宗玉浅析桩基负摩阻力J山西建筑,2009,35(4):
123124(上接第32页)3结语通过对本工程两台A815t抓斗吊钢吊车梁计算设计,得出如下结论:
(1)A1A5级别吊车梁计算过程、参数取用基本是一致的,而A6A8与之完全不同。
两者没有可比性。
(2)A6、A7、A8吊车梁应设置制动结构。
计算时A7、A8比A6需要多验算一项制动系统的水平挠度。
(3)A8吊车梁需进行腹板及横向加劲肋强度的补充计算。
(4)A8吊车梁循环次数超过2106次,所以应重新计算疲劳控制应力。
其与A4A7的疲劳控制应力取值不一样。
(5)需验算吊车梁的顶面标高处有1台最大吊车水平荷载所产生的计算变形值。
参考文献1陈基发,胡德炘,金新阳,等GB500092001建筑结构荷载规范S北京:
中国建筑工业出版社,20062张启文,夏志斌,黄友明,等GB500172003钢结构设计规范S北京:
中国计划出版社,20033汪一骏,顾泰昌钢结构设计手册M3版北京:
中国建筑工业出版社,2004:
311-3794赵熙元建筑钢结构设计手册M北京:
冶金工业出版社,1995:
68868924浙江建筑2012年第29卷
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工作制 吊车 设计 注意 几个问题