钢结构厂房吊车梁设计.docx
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钢结构厂房吊车梁设计
吊车梁设计
3.3.1设计资料
图3-1吊车轮压示意图
吊车总重量:
8.84吨,最大轮压:
74.95kN,最小轮压:
19.23kN
3.3.2吊车荷载计算
吊车荷载动力系数1.05,吊车荷载分项系数Q1.40
则吊车荷载设计值为
竖向荷载设计值PQPmax1.051.474.95110.18kN
0.10(Qg)0.108.849.8横向荷载设计值HQ1.43.03kNn2
3.3.3内力计算
3.3.3.1吊车梁中最大弯矩及相应的剪力
如图位置时弯矩最大
3000
a2a2
a1
3000
图2-2C点最大弯矩Mmax对应的截面位置
1.03,则最大
考虑吊车来那个自重对内力的影响,将内力乘以增大系数
弯矩好剪力设计值分别为:
Mk.max
Pl
2
l
2
a2
2
274.95(3.751.875)2
7.5
73.10kNm
Vmaxc
P(2a2)
l
1.03
2110.18(30.125)
7.5
87.0kN
3.3.3.2吊车梁的最大剪力
如图位置的剪力最大
w
a1
B
P
C
6000
6000
图2-3A点受到剪力最大时截面的位置
RA
3.5
1.03110.18
(1)179.60kN,Vmax179.69kN。
6
3.3.3.3
水平方向最大弯矩
MH
H3.3
Mmcax312.688.6kNm。
Pmax110.18
3.3.4
截面选择
3.3.4.1梁高初选
容许最小高度由刚度条件决定,按容许挠度值(vl)要求的最小高度为:
500l6hmin0.6[f]l[]0.66000500200106360mm。
由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩
1.2Mmax
1.2312.68106
200
1876.08103mm3
梁的经济高度为:
h73W300563.34mm。
取h600mm。
3.3.4.2确定腹板厚度
h0600214576mm。
按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为:
tw
2.34mm
1.2Vmax1.2179.69103h0fv576160
tw
h0
3.5
576
3.5
2.40mm。
取tw
6mm。
3.3.4.3确定翼缘尺寸
初选截面时:
1111
b(~)h0(~)576115.2~192mm
53053
上翼缘尺寸取350mm14mm,下翼缘尺寸取240mm14mm。
初选截面如下图所示:
d=23.5
90
350
y
90
27
41
0n
y
24041
图2-4吊车梁截面
3.3.5截面特征
3.3.5.1毛截面特性
A57.20.6351.4
2
241.4116.92cm2
Ix
351.459.357.20.635241.40.7
116.92
351.43
12
351.4(59.335.33)2
157.23
12
35.33cm
157.2(3535.33)2
241.43
12
241.4
234
(0.735.33)279103cm4
Wx
3
79103
(6035.33)
33
2.68103cm3
上翼缘对中和轴的毛截面面积矩
S351.4(59.335.33)(6035.331.4)20.621336.978cm3。
上翼缘对y轴的截面特性:
Iy
12
1.4
3531.067104cm4
Wy
1.4
3522.85102cm3
3.3.5.2
净截面特征
An
2
57.20.6(3522.35)1.4241.4110.34cm2
yn0
(3522.35)1.459.357.20.635241.40.7
110.34
32.05cm
Inx
3
(3522.35)1.43
32.05)2
12
241.43
(352
2.35)1.4(59.332.05)2
3
0.657.230.657.2
12
(35
12
24
1.4(0.7
32.05)264.997103cm4
Wn上x649972.325nx27.95
103cm3,Wn下x
649972.028103cm3
32.05
上翼缘对y轴的截面特性:
2
An(3522.35)1.442.42cm2
ny
3
3531.4
12
22.351.492
0.4469104cm4
Wny4469255cm3ny17.5
3.3.6梁截面承载力验算
3.3.6.1强度验算
(1)正应力上翼缘正应力:
MmaxMH
上
Wn上xWny
312.68106
2.325106
8.6106
2.55105
2
150.4N/mm2
2
210N/mm2
满足要
求。
翼缘正应力:
max
下
Wn下x
312.68106
2.028106
22
116.7N/mm2210N/mm2
满足要求
(2)剪应力
计算的突缘支座处剪应力:
1.2Vmax
h0tw
108.761031.2
57210
37.76N/mm2170N/mm2
满足要求
(3)腹板的局部压应力采用QU80钢轨,轨高130mm。
lza5hy2hR505142130370mm;集
中荷载增大系数1.0,腹板的局部压应力为:
Ptwlz
1.0110.18103
6400
2
29.78N/mm2
2
200N/mm2
(4)腹板计算高度边缘处折算应力
为计算方便偏安全的取最大正应力和最大剪应力验算
Mmcax312.68106Nmm,
Inx
y1
312.68106
79107
(600320.514)
2
105.08N/mm2
VS1108.76103350
Ixtw79
14(600
1076
7320.5)30.64N/mm2
则折算应力为:
22
eqc
2
107.78N/mm2
1.1
105.08229.782105.0829.78330.642
2
200220N/mm2
β1——当σ与σ
c同号时,β1取1.1
3.3.6.2梁的整体稳定性验算
l1/b16000/35017.1410.5,因此需要计算梁的整体稳定性。
l1t
1
b1h
600014
350600
0.42.0
0.730.1810.730.180.40.802
I1
1364
14350350.02106mm4,I2122
1364
14240316.13106mm4
12
I1
I1I2
50.12
50.1216.13
0.756
50.0210616.1310611692
b0.8(2b1)0.8(20.7561)0.4096
75.22mm
l1iy600075.2279.77
梁的稳定性系数为:
4320
bb
Ah[
Wx
1(4y.4th1)2
b]
0.802
4320
79.772
116926060[1(79.7714)20.4096]2.130.6
1064.4600
2.68
b1.07
0.282
1.07
0.282
2.13
0.94
整体稳定性为:
取y
1.0)
MmaxMH
bWxWy
106
6
0.942.68106
312.68
8.6105157.84N/mm2200N/mm2
2.55105
满足要求。
3.3.6.3腹板的局部稳定性验算
h0tw57269580
170,应配置横向加劲肋。
加劲肋间距amin0.5h00.5572286mm,amax2h025721144mm,取a1000mm
外伸宽度:
bsh03040572304059.2mm,取bs60mm
厚度:
tsbs1560154mm,取ts6mm
计算跨中处,吊车梁腹板计算高度边缘的弯曲压应力为:
Mhc312.68106(600320.514)I
79107
2
105.08N/mm2
腹板的平均剪应力为:
V108.7610331.47Nmm2hwtw5726
腹板边缘的局部压应力为:
ctwlzwz
P0.9110.1810344.67Nmm
6370
(1)计算cr
2hct
w
b
b153
26900320.514
6
0.58
0.85
153
则cr
200Nmm2
(2)计算
cr
cr
160Nmm2
(3)计算
c,cr
则c,cr
f200Nmm2
计算跨中区格的局部稳定性为:
cr
cr
2c105.08
200
c,cr
31.47
160
24240.6070.541.0,满足要求。
其他区格,经计算均能满足要求,计算从略。
3.3.6.4挠度计算
Mkxw
Mkxl2
10EIx
l
pk2
k2
l
2
a2
1.032110.1830.2352312.68KN.m
62
312.6810660002
3344.92mml
1020610379103104
6mm
3.3.7焊缝计算
(1)上翼缘与腹板连接焊缝
hf
1
20.7ffw
2
VS1
Ix
2
P
lz
108.610335014600320.57
79107
1.0110.18103
370
1.24mm
取hf6mm。
(2)下翼缘与腹板连接焊缝
0.52mm
VmaxS1108.7610324014520.57
hf
max1
20.7ffwIx20.720079103104
取hf6mm。
(3)支座加劲肋与腹板的连接焊缝
hf
Rmax
20.7lwffw
108.76103
0.73(57212)200
0.5mm
取hf6mm。
3.3.8支座加劲肋计算
取平板支座加劲板的宽度为100mm,厚度为10mm。
2
承压面积:
Ace100101000mm2
支座加劲肋的端面承应力为:
RmaxceAce
108.76103
1000
108.76Nmm2fce325Nmm2
稳定计算:
10010
150
10
2
2500mm2
Iz
1
10
12
1003
1
12
150
103
4
846000mm4
iz
IAz824560000018.4,
h0
iz
1587.2431.9
从上得知:
属b类截面,查表可以知道
所以按照下列公式来
计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性:
3
ce
Rmax108.761046.68N/mm2215N/mm2。
A0.9324740
吊车梁施工图见图纸。
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