通用橋式起重機(jī)主梁計(jì)算

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1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。 一、通用橋式起重機(jī)箱形主梁強(qiáng)度計(jì)算(雙梁小車型) 1、受力分析 作為室內(nèi)用通用橋式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)將承受常規(guī)載荷、和三種基本載荷和偶然載荷，因此為載荷組合Ⅱ。 其主梁上將作用有、、載荷。 主梁跨中截面承受彎曲應(yīng)力最大，為受彎危險(xiǎn)截面；主梁跨端承受剪力最大，為剪切危險(xiǎn)截面。 當(dāng)主梁為偏軌箱形梁時(shí)，主梁跨中截面除了要計(jì)算整體垂直與水平彎曲強(qiáng)度計(jì)算、局部彎曲強(qiáng)度計(jì)算外，還要計(jì)算扭轉(zhuǎn)剪切強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度需進(jìn)行折算。 2、主梁斷面幾何特性計(jì)算 上下翼緣板不等厚,采用平行軸原理計(jì)算組合截面的幾何特性。 圖2-4 注：此箱形截面

2、垂直形心軸為y-y形心線，為對(duì)稱形心線。因上下翼緣板厚不等，應(yīng)以x’— x’為參考形心線,利用平行軸原理求水平形心線x—x位置。 ① 斷面形狀如圖2-4所示,尺寸如圖所示的H、、、B、b、等。 ② [，，] ③ () ④ () ⑤ () ⑥ () ⑦ 和() ⑧ () 3、許用應(yīng)力為和。 載荷組合 類別 安全系數(shù) 拉伸、壓縮、 彎曲許用應(yīng)力 剪切 許用應(yīng)力 端面擠壓 許用應(yīng)力 組合Ⅰ (Ⅰ類載荷) 組合Ⅱ (Ⅱ類載荷) 組合Ⅲ (Ⅲ類載荷) 4、受力簡圖 與為起重小車作

3、用在一根主梁上的兩個(gè)車輪輪壓，由和小車自重分配到各車輪的作用力為輪壓。如時(shí)，可認(rèn)為等于和小車自重之和的四分之一。 5. 主梁跨中集中載荷(輪壓和)產(chǎn)生最大垂直彎矩Mp (Nm) ≠時(shí)簡算 (Nm) 時(shí) (Nm) ≠時(shí)，可近似取 注：建議當(dāng)≠時(shí)，采用計(jì)算為佳。 6. 跨中均布載荷(自重)產(chǎn)生最大垂直彎矩Mq (Nm) 7. 主梁跨中垂直最大彎矩垂 8. 主梁跨中水平慣性載荷產(chǎn)生彎矩 (Nm) 式中： ——主梁端截面的 ——端梁截面的 ——起重機(jī)大車驅(qū)動(dòng)輪數(shù) —

4、—總輪數(shù) 9. 主梁跨中截面彎曲強(qiáng)度計(jì)算 10. 主梁跨端剪切強(qiáng)度計(jì)算 跨端最大剪力 跨端最大剪應(yīng)力 ——主梁跨端截面的靜面矩（中性軸以上面積對(duì)中性軸的靜面矩，各面積乘以形心至中性軸距離；） ——腹板厚（cm） ——截面的水平慣性矩（） 二、通用橋式起重機(jī)箱形主梁剛度計(jì)算 1. 垂直靜剛度 ——簡算 ——精算 為小車輪壓至主梁支承處距離，見下圖所示。 當(dāng)時(shí) 注：① 、不乘以系數(shù)。 ② 均布載荷（自重）產(chǎn)生的垂直靜剛度不予以計(jì)算，因無法檢測(cè)。 2. 水平靜剛度 參看圖2-

5、6。 不檢測(cè)，只作為設(shè)計(jì)計(jì)算用。 三、通用橋式起重機(jī)箱形主梁穩(wěn)定性計(jì)算 整體穩(wěn)定性一般不作計(jì)算，因?yàn)槭呛喼Я?，不可能發(fā)生失穩(wěn)造成前傾與側(cè)翻，通常情況下只要計(jì)算出主梁水平剛度時(shí)即可免算。 以箱形受彎構(gòu)件局部穩(wěn)定性為例，作為簡支梁箱形截面主梁，彎曲時(shí)只有腹板受壓區(qū)和受壓翼緣板處才有局部失穩(wěn)的可能。保證不失穩(wěn)的辦法是設(shè)置加勁肋。 1. 腹板的局部穩(wěn)定性計(jì)算 分兩種情況處理：一種是正軌(包括半偏軌)箱形梁，局部壓應(yīng)力；另一種是偏軌箱形梁，局部壓應(yīng)力(輪壓作用在腹板上)。 (1) 橫向加勁肋間距a的確定 ① 當(dāng)時(shí)，——腹板高，——腹板厚，——材料屈服極限。 時(shí)，可不設(shè)置加勁

6、肋。 時(shí)，按結(jié)構(gòu)適當(dāng)增設(shè)加勁肋。 ② 當(dāng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋，此時(shí)取。 ③ 當(dāng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋。 當(dāng)時(shí)： a) 當(dāng)時(shí)，取 b) 當(dāng)時(shí)，取 c) 當(dāng)時(shí)，取 上式中可查下表2-4。 表2-4 0 100 140 180 200 220 240 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 260 280 300 320 340 360 380 1.07 1.09 1.10 1.12 1.14 1.16 1.18 400 420 440 460 480 500 52

7、0 1.21 1.24 1.27 1.31 1.35 1.40 1.46 540 560 580 600 620 640 1.53 1.61 1.71 1.84 2.01 2.24 表2-4中為腹板與受壓翼緣板接觸處的彎曲應(yīng)力如圖2-10所示。 上式中(——最大剪力，對(duì)簡支梁，為支反力) 當(dāng)時(shí)： 注：和查表2-5 表2-5 ≤0.05 21 2362 0.80 402 1096 0.10 42 2292 0.85 417 1044 0.15 64 2219 0.9

8、0 429 1001 0.20 107 2076 0.95 441 965 0.25 152 1933 1.00 450 931 0.30 189 1808 1.10 450 900 0.35 219 1710 1.20 450 870 0.40 248 1613 1.30 450 840 0.45 267 1540 1.40 450 810 0.50 289 1467 1.50 450 780 0.55 310 1394 1.60 450 750 0.60 331 1324 1.70

9、 450 720 0.65 352 1254 1.80 450 690 0.70 371 1199 1.90 450 660 0.75 387 1147 2.00 450 630 上表中——局部壓應(yīng)力。 ——輪壓 ——翼緣板厚 為軌道高度。 ④ 當(dāng)時(shí)， 此時(shí)除應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋，同時(shí)應(yīng)增設(shè)一條縱向加勁肋。 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 時(shí)， 時(shí)， 當(dāng)時(shí)， ， 上述當(dāng)計(jì)算出的值大于?；虺霈F(xiàn)負(fù)值時(shí)取即可。上式中的和如表2-6所示。 表2-6 ≤0.2 712 700 1.9 56

10、9 520 0.3 709 697 2.0 560 511 0.4 706 691 2.2 541 493 0.5 700 685 2.4 529 475 0.6 694 676 2.6 517 457 0.7 685 666 2.8 505 439 0.8 676 654 3.0 494 426 0.9 667 642 3.2 487 414 1.0 658 630 3.4 480 402 1.1 649 618 3.6 471 390 1.2 640 606 3.8 46

11、2 378 1.3 630 593 4.0 453 368 1.4 618 580 4.2 444 359 1.5 606 566 4.4 435 350 1.6 596 554 4.6 426 341 1.7 587 542 4.8 417 332 1.8 578 530 5.0 408 323 ⑤ 當(dāng)時(shí)，此時(shí)應(yīng)加橫向加勁肋，同時(shí)增設(shè)二道縱向加勁肋。 按④部分和時(shí)公式計(jì)算確定。 ⑥ 時(shí) 應(yīng)加橫向加勁肋和同時(shí)增設(shè)多道縱向加勁肋，這種情況為高腹板、大起重量、超大跨起重機(jī)時(shí)才這樣處理，詳細(xì)計(jì)算請(qǐng)見起重機(jī)設(shè)

12、計(jì)手冊(cè)564頁相應(yīng)部分，一般不會(huì)出現(xiàn)這種情況。 ⑦ 腹板加勁肋的結(jié)構(gòu)要求和截面設(shè)計(jì) a) 加勁肋間距的構(gòu)造要求 只有橫向加勁肋時(shí)，，且不大于2m。 同時(shí)設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)，，且不大于2m，需要加橫向短加勁肋時(shí)，，和均為，一般情況是加一個(gè)橫向加勁肋再加一個(gè)短橫向加勁肋。 b) 加勁肋的截面形式 橫向加勁肋采用鋼板，縱向加勁肋采用扁鋼，角鋼等。 c) 加勁肋截面尺寸與慣性矩 僅設(shè)橫向加勁肋時(shí)，如圖2-13所示。 橫向加勁肋寬度(工字形主梁) (箱形主梁) 橫向加勁肋厚度 同時(shí)設(shè)有橫向、縱向加勁肋時(shí) 橫向加勁肋除應(yīng)滿足間距要求時(shí)，還應(yīng)滿足應(yīng)具有一定慣性矩。 要求

13、 ——橫向加勁肋截面對(duì)腹板厚中心線的慣性矩。 縱向加勁肋慣性矩 當(dāng)時(shí)， 時(shí)， ——角鋼截面積 ——角鋼垂直形心線至腹板中心線距離 2. 受壓翼緣板局部穩(wěn)定性計(jì)算 (1)——工字梁——不加縱向加勁肋 (2) ——箱形梁——不加縱向加勁肋 (3) 當(dāng)和時(shí)，應(yīng)加縱向加勁肋。 縱向加勁肋應(yīng)保證有一定的慣性矩要求。 ——縱向加勁肋慣性矩，為縱向加勁肋面積乘以水平形心線至翼緣板水平中心線距離的平方。 ——縱向加勁肋個(gè)數(shù) ——翼緣板總寬 ——橫向加勁肋間距 ——翼緣板厚度 (4) 縱向加勁肋材料 多采用扁鋼、角鋼和T字鋼等。 四、通用橋式起

14、重機(jī)端梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 通用橋式起重機(jī)端梁都是采用鋼板組焊成箱形端梁，并在水平面內(nèi)與主梁剛性連接。 端梁承受有二種主要載荷：一是承受主梁的最大支承壓力；二是承受橋架偏斜側(cè)向載荷。，此時(shí)為起重小車行至主梁跨端，式中為一根主梁自重，為起重小車自重，為起重量。上述載荷將使端梁產(chǎn)生垂直彎矩和剪力，并認(rèn)為兩主梁的壓力相同。小車水平制動(dòng)載荷和端梁的自重影響很小，可忽略不計(jì)，端梁的受力圖如圖2-16所示。 圖2-16中為輪距（基距），為兩主梁中心距，為車輪中心至主梁中心的距離。 端梁計(jì)算將按圖2-16中的危險(xiǎn)截面Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ分別計(jì)算，Ⅰ-Ⅰ截面為端梁最大彎矩截面，Ⅱ-Ⅱ?yàn)橹С薪孛?，?Ⅲ為

15、薄弱截面。 1. Ⅰ-Ⅰ截面彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力： 剪力 Ⅰ-Ⅰ截面應(yīng)力 剪應(yīng)力一般不大，可忽略不計(jì)。 2. Ⅱ-Ⅱ截面彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力： Ⅱ-Ⅱ截面水平彎矩和垂直彎矩近似為零。 Ⅱ-Ⅱ截面僅計(jì)算剪應(yīng)力。 剪力 式中 ——剪力 ——Ⅱ-Ⅱ截面的靜矩 ——Ⅱ-Ⅱ截面的水平慣性矩 ——Ⅱ-Ⅱ截面的腹板厚度 Ⅲ-Ⅲ截面的水平彎矩和剪力均不大，可忽略不計(jì)算，主要驗(yàn)算連接螺栓的強(qiáng)度，詳見《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》612頁（三）接頭計(jì)算。

16、 五、電動(dòng)單梁起重機(jī)主梁強(qiáng)度計(jì)算 1. 主梁跨中整體強(qiáng)度計(jì)算： 式中： ——葫蘆及小車自重，——起重量 ——整體彎曲應(yīng)力，其參數(shù)同雙梁起重機(jī)。 2. 工字鋼下翼緣局部彎曲應(yīng)力計(jì)算 如圖2-18中的工字鋼下翼緣局部彎曲危險(xiǎn)點(diǎn)為1,3和5點(diǎn)中一點(diǎn)。 1點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖2-19中和曲線，3點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖2-19中的和曲線，5點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖2-19中的曲線，方向，，，為方向。 圖2-18 圖2

17、-19 圖2-18中，(普形工字鋼，特也為普形工字鋼)，, , 圖2-19中，,查值即得到相應(yīng)值。 1點(diǎn)的局部彎曲應(yīng)力： 式中： —— 輪壓 —— 處翼緣平均厚度。 y方向局部彎曲應(yīng)力與整體彎曲應(yīng)力同向，為x方向局部彎曲應(yīng)力。 3點(diǎn)的局部彎曲應(yīng)力： 5點(diǎn)的局部彎曲應(yīng)力： 3. 工字鋼下翼緣合成彎曲應(yīng)力計(jì)算： 按第四強(qiáng)度理論公式計(jì)算： 1點(diǎn)處合成應(yīng)力 3點(diǎn)處合成應(yīng)力 5點(diǎn)處合成應(yīng)力 取中最大值為工字鋼下翼緣最大合成應(yīng)力。 4、H鋼和箱形梁翼緣局部彎曲應(yīng)力計(jì)算 對(duì)于圖 H型鋼， 對(duì)于圖 箱形梁， 圖2-22 可近似取車輪踏面寬度的。 （1） 緣局部應(yīng)力計(jì)算（只計(jì)算輪壓作用點(diǎn)處局部彎曲應(yīng)力——即輪壓作用點(diǎn)下翼緣下表面處的局部彎曲應(yīng)力）。 橫向局部彎曲應(yīng)力 縱向局部彎曲應(yīng)力 式中： ——系數(shù)， （2）合成應(yīng)力 六、電動(dòng)單梁起重機(jī)主梁剛度計(jì)算 1. 垂直靜剛度計(jì)算 式中：—— 葫蘆及小車自重與起升載荷之和。 —— 彈性模量， 2. 水平靜剛度 3．穩(wěn)定性計(jì)算略。 26 / 26