门式刚架吊车梁在移动荷载下位移和响应分析
- 格式：pdf
- 大小：137.38 KB
- 文档页数：2
下载文档原格式
合集下载
关于带吊车门式刚架轻型钢结构设计问题的探究
关于带吊车门式刚架轻型钢结构设计问题的探究摘要:门式刚架结构与钢筋混凝土结构相比，具有质量轻、工业化程度高、施工周期短、综合经济效益高、柱网布置比较灵活等特点，主要用于轻型厂房、仓库、建材交易市场等。
本文我们将针对5t吊车轻型门式刚架的设计问题加以阐述与分析，确保其结构设计的可行性及经济性。
关键词:吊车；门式钢架；设计；结构一、工程概况某材料库跨度22 m、长96 m、柱距8m、柱顶标高12 m。
内设2台5t吊钩桥式吊车，均为A5工作制，吊车轨顶标高为9m、跨度为22.5 m。
二、结构形式门式刚架结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨，按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊双坡。
对于多跨刚架而言，在相同跨度条件下，多脊多坡与单脊双坡的刚架用钢量大致相当。
因为单脊双坡具有屋面排水形式简单，而多脊双坡刚架的内天沟易产生渗透及堆雪现象，因而常做成一个屋脊的大双坡屋面。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：2002)适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹式门式刚架起重量不大于20 t的A1一A5工作制级别桥式吊车。
门式刚架的柱脚多按铰接支承设计，通长为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。
当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚接。
因此，本工程的厂房采用单跨双坡屋面，柱脚采用刚接形式。
门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取为1/20~1/8，在雨水较多的地区取其中的较大值。
结合本工程实际，屋面坡度取值为1/15。
三、结构平面布置温度区段的长度可按《钢结构设计手册》表2~17设置，当门式刚架轻型房屋的屋面和外墙均采用压型钢板时，其温度区段长度可适当放宽。
本工程厂房跨度为22 m、长度为96 m，分别小于规范规定的120 m、220 m，因此不需设置温度伸缩缝。
凛条间距的确定应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、凛条规格等因素按计算确定，一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道。
门式刚架实验报告
门式刚架应力、应变检测实验报告姓名：俞选明学号：510154014 地点：C2-337一、实验目的：1．学习和账务应变片粘贴方法2．学习应变检测仪器设备的使用和数据处理方法3．对不同加载次序的检测结果进行对比分析，理解力的叠加原理4．根据实验结果绘制门式刚架弯矩图，并与理论计算结果进行比较。
二、实验过程及步骤1．模型几何参数与应变片位置选择（参考下图）图1 模型几何尺寸及测点位置说明2．应变片的粘贴（粘贴方法）（1）先进行刚架的尺寸测量（2）然后选定位置，此次我们选择了7处（如图1）（3）使用砂纸在选定区域以45°交错摩擦（4）使用酒精棉进行清洗（5）电吹风吹干（6）使用502胶水将应变片贴片，最后赶压（7）使用电表测试应变片是否导通（10）焊接导线3．测试系统图示计算机及控制软件 DH-3815N数据采集主控器门式刚架实验模型传感器接线箱实验检测系统示意图左边为DH-3815N数据采集主控器，右边为传感器接线箱4．加载方式及过程荷载类型：集中荷载，荷载编号：1号1.975kg，2号1.96kg，3号1.965kg 加载步骤：顺序2+1+3，逐个增加数据采集软件界面三、数据处理1．门式刚架截面特性计算(抗弯截面模量W、截面面积A) 公式：W=(b*t^2)/6 A=b*t 弹性模量E=210 GPaδ⨯εM⨯=δ=E，W应变结果再乘以10的负6次方W=(37.04×5.9^2)÷6×10^－9=2.1547×10^－7 m3A=37.04×5.9×10^－6=2.185×10^－4 ㎡εδ⨯=E=δ(3,4,5测点)M⨯WM=(ɛ－N÷A÷2)×W (1,2,6,7测点)2．荷载条件下各测点应变、应力、弯矩表第一次加荷载N=19.208N测点编号应变应力(Pa) 弯矩(N.m)1 -12.5×10^－62625000 0.5562 30.77×10^－66461700 1.3833 26.92×10^－65653200 1.2184 54.81×10^－611510100 2.4805 21.15×10^－64441500 0.9576 28.85×10^－66058500 1.2962221800 0.4697 -10.58×10^－6测点编号应变应力(Pa) 弯矩(N.m)第二次加荷载 N=38.563N1 -23.08×10^－64846800 1.241 2 62.5×10^－6 131250002.809 3 50.96×10^－6 10701600 2.306 4 112.5×10^－6 23625000 5.090 5 45.19×10^－6 9489900 2.045 6 62.5×10^－6131250002.809 7-21.15×10^－64441500 0.938测点编号应变 应力(Pa 弯矩(N.m) 1 -35.58×10^－67471800 1.581 293.27×10^－6 195867004.192最终加载N=57.82N横梁上3、4、5点的弯矩与应力计算公式为：WM =σ 柱子上1、2、6、7点的弯矩与应力计算公式：ANW M +=σ，其中N 为最大荷载的1/2。
门式刚架超载失效分析及加固方案材料失效分析方案
门式刚架超载失效分析及加固方案材料失效分析方案门式刚架超载失效分析及加固方案一、课题背景随着工业技术的进步和市场的扩张，工厂、物流仓库，商业超市等建筑物的需求量在不断增加，而门式刚架作为一种高强度、高稳定性的支撑体系，在大型建筑的使用中起着至关重要的作用。
然而，在长期使用过程中，由于各种原因，门式刚架的受力状态发生了变化，当其发生超载或其他异常负荷时，就会导致失效甚至坍塌，给人员和财产安全带来极大的隐患。
本文针对门式刚架超载失效问题，探讨其失效原因、分析其受力状况并提出相应的加固方案。
二、失效原因分析门式刚架承受大量的重量和力量，其失效原因主要归结为以下几个方面：1.超载：由于设计不当、使用不当等原因导致货物超过门式刚架的承重能力，造成结构超载，因此，必须严格按照门式刚架的承重能力来使用。
2.材料腐蚀、老化：门式刚架采用钢材制成，长期受潮、受氧化及化学物质的影响，易发生腐蚀、老化现象，降低其承载能力，需要定期进行防腐蚀和更换部件等维护。
3.接头疲劳和变形：门式刚架上的连接点长期承认楼房、风压等力，可能导致接头产生变形和疲劳破坏，从而降低门式刚架的承载能力。
4.安装、维修不当：门式刚架在安装、维护过程中，如果安装不牢或未严格按照使用、保养规定进行维修会使门式刚架出现断裂等故障，导致失效。
三、受力状况分析门式刚架是由竖杆、横梁、支撑杆、地脚螺栓等组成的结构，钢结构门式刚架是一种桁架结构，具有轻质、强度高、稳定性好、易于拆卸和移动的特点，常见于各种高大建筑，如厂房、仓库、大型商场等。
在实际工业建设中，门式刚架主要承担以下4种力学作用：垂直力、水平力、剪力和弯曲力。
1.垂直力垂直力是指由门式刚架上方的风荷载、自重载荷和建筑物负荷所产生的力。
门式刚架的垂直支撑杆主要承担与地面垂直的荷载，力学状态为压力，支撑杆要能够抵御荷载所产生的压应力才能保证门式刚架的稳定性。
2.水平力水平力指风力、地震力和横向运输力等对门式刚架产生的力。
关于门式刚架结构位移和稳定性的分析
下面 就 图 Ｉ所示 的单 跨 门式 刚架 几种情 况下 的 电算 实 例 对 以上的 结论再 加 以验 证 。本文 中所有 工程 实 例均采用 同济 大学 的 ３ ｓ ． Ｄ３ ７０版本进 行计算 分析 。 （） １ （） ２
（ ２ ） ０
孝 正 ｂ ＝ ／， ， ，＝ Ｄ 其他 各参数含 义详见 《 门规》 。 当刚架柱脚铰 接时 ：
在轻 型门式刚架结 构的设计 中， 结构 的位移控制往 往 是 十分重 要 的， 尤其体现 在跨 度大 、 度 高及 吊车 吨位 大且 这 高 有 吊车 操作 室的厂 房设 计中 。如果仅 靠加 大粱柱 截面 尺寸 来控 制位 移 ， 必增加 用 钢量 ， 显然 不符 合 经济 的 原则 ： 势 这 同样结 构 的稳 定计 算有 时也起着 重要 的控制 作用 。如 果 能 够理解并 掌握 门式 刚架 结构 的几何特 征参数 （ 即跨度 、 柱 高度 ｈ 梁 柱惯 性矩 及相 应线 刚度 比） 结构 的最 大水 平相 、 对 对位移 和最大 竖 向相 对位 移 （ 可统称 为 结构最 大位 移） 的影 响规律 和稳 定计算 中 的重要特 征 ，这对 门式刚架 结 构 的设 计 分析及合 理优化等方面 是很有 帮助 的。
恒载 Ｏ３ｋ ／２ ＿ ． Ｎｍ ＋活载 ０ ｋ ／２３ 载 Ｏ ０Ｎｍ２ ５ ２ ． Ｎｍ 。风 ４ ， １／ 。 ４ｃ Ｉ １ ２ ． ４ ， 地震作用ｌ 震烈度及 水平地震影响系数最大值； 度 （， ） 地 ７ Ｏ１ ２
厶不变） ，， 时 １也将 变小 。同时 也得 出， 跨度 和 柱 高度 ｈ ／ 在
一
定时 ， ，增大 ， 当 ｃ 同时要 求 孝 变 小 时 ， 。 就要 保证 梁 的平均
惯性 矩 ，也 要相应 变大 ， ｂ 即梁 柱平 均惯 性矩 宜保持 协调 ， 才 能更 有效合理地 控制柱 顶侧移 求式 （） 于 ｈ的一阶 导数 ： ５关
（ ２ ） ０
孝 正 ｂ ＝ ／， ， ，＝ Ｄ 其他 各参数含 义详见 《 门规》 。 当刚架柱脚铰 接时 ：
在轻 型门式刚架结 构的设计 中， 结构 的位移控制往 往 是 十分重 要 的， 尤其体现 在跨 度大 、 度 高及 吊车 吨位 大且 这 高 有 吊车 操作 室的厂 房设 计中 。如果仅 靠加 大粱柱 截面 尺寸 来控 制位 移 ， 必增加 用 钢量 ， 显然 不符 合 经济 的 原则 ： 势 这 同样结 构 的稳 定计 算有 时也起着 重要 的控制 作用 。如 果 能 够理解并 掌握 门式 刚架 结构 的几何特 征参数 （ 即跨度 、 柱 高度 ｈ 梁 柱惯 性矩 及相 应线 刚度 比） 结构 的最 大水 平相 、 对 对位移 和最大 竖 向相 对位 移 （ 可统称 为 结构最 大位 移） 的影 响规律 和稳 定计算 中 的重要特 征 ，这对 门式刚架 结 构 的设 计 分析及合 理优化等方面 是很有 帮助 的。
恒载 Ｏ３ｋ ／２ ＿ ． Ｎｍ ＋活载 ０ ｋ ／２３ 载 Ｏ ０Ｎｍ２ ５ ２ ． Ｎｍ 。风 ４ ， １／ 。 ４ｃ Ｉ １ ２ ． ４ ， 地震作用ｌ 震烈度及 水平地震影响系数最大值； 度 （， ） 地 ７ Ｏ１ ２
厶不变） ，， 时 １也将 变小 。同时 也得 出， 跨度 和 柱 高度 ｈ ／ 在
一
定时 ， ，增大 ， 当 ｃ 同时要 求 孝 变 小 时 ， 。 就要 保证 梁 的平均
惯性 矩 ，也 要相应 变大 ， ｂ 即梁 柱平 均惯 性矩 宜保持 协调 ， 才 能更 有效合理地 控制柱 顶侧移 求式 （） 于 ｈ的一阶 导数 ： ５关
门式刚架试验报告左支座位移
门式刚架试验报告左支座位移
试验报告：门式刚架左支座位移
试验目的：
评估门式刚架左支座在荷载作用下的位移情况，以确定其结构的变形性能和稳定性。
试验装置：
门式刚架：具有左右两个支座的钢结构框架。
荷载系统：用于施加垂直向下的荷载于门式刚架上。
测量设备：包括位移传感器和数据采集系统，用于准确测量左支座的位移变化。
试验过程：
将门式刚架安装在试验平台上，确保其稳定且水平放置。
确保左支座处于初始位置，记录其初始位移为0。
启动荷载系统，施加预定的荷载于门式刚架上。
实时监测和记录左支座的位移变化，以测量其在荷载作用下的变形情况。
持续增加荷载，直到达到预定的最大荷载或观察到左支座位移超过规定的限值。
记录左支座在每个荷载水平下的位移值，并绘制位移-荷载曲线。
试验结果：
根据试验过程中的测量数据和绘制的位移-荷载曲线，得到了门式刚架左支座的位移情况。
在不同荷载水平下，左支座的位移随着荷
载的增加而逐渐增大。
曲线的斜率可以反映门式刚架的刚度，斜率越大表示门式刚架越刚性。
如果左支座的位移超过规定的限值，则可能存在结构变形或稳定性问题。
结论：
根据试验结果，我们得出
门式刚架左支座在荷载作用下存在位移变化，随着荷载增加，位移逐渐增大。
根据位移-荷载曲线的斜率，可以评估门式刚架的刚度。
如果左支座的位移超过规定的限值，可能存在结构变形或稳定性问题，需要进行进一步的分析和评估。
大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计研究
大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计研究发布时间：2022-07-25T02:42:43.551Z 来源：《建筑设计管理》2022年5期作者：付金金[导读] 起重量超过20t的A6工作级别以上的桥式吊车或超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房，付金金广州市弘基市政建筑设计院有限公司 510000摘要：起重量超过20t的A6工作级别以上的桥式吊车或超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房，这导致开展钢结构厂房轻型化设计的难度有所提升。
为保证项目顺利实施，工程项目有必要在普通钢结构设计基础上与轻型钢结构规程相结合，从而进一步针对刚架钢结构厂房的轻型化设计加以分析，本文结合工程实际，分析了相关方案布置以及主钢架结构与吊车梁结构设计的具体过程。
关键词：大吨位吊车；门式刚架；钢结构厂房；轻钢结构；轻型设计引言：在开展建筑工程设计的过程中，最终的建设成效会受到多方面因素的影响，其中就包括结构施工图设计绘制以及施工现场技术服务等多环节。
其中，大跨度钢结构厂房为项目设计的重要组成部分并多采用门式钢结构，设计技术人员需要在此基础上完成结构模型建立、计算设计等环节，这也是本文探讨的主要目的。
一、设计背景随着我国工业生产水平的提升，门式刚架轻型钢结构更多地应用在工业生产当中，同时凭借其造价低、耗材少、节能环保等优势得到了广泛认可。
起重量不超过20t的A1～A5工作级别的桥式吊车或不超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB 51022-2015（下文简称《门刚规范》）指导设计。
然而在实际开展相关工程项目的过程中，往往会涉及到超出以上规定的起重量工作级别桥式吊车、悬挂式起重机以及采用非轻型维护系统的情况，如果仍然采用现行的《钢结构设计标准》进行设计往往会导致用钢量指标居高不下，而一味将设计重点放在减少钢材料使用量上则会导致安全系数的降低。
在这样的情况下，如何开展大吨位吊车门式刚架钢结构厂轻型化设计成为相关人员需要解决的关键问题[1]。
轻型门式刚架风荷载分析与抗风措施
１ ． １ 物 理 环 境 对 门 式 刚 架 的 影 响
ห้องสมุดไป่ตู้
用钢 量省 ， 建筑 内部空 间大 ， 构件 制 作 简单 ，安装 施
工周期 短 ， 在我 国得 到 了广泛 使 用 。 由于我 国东 部 沿海 地 区经常 遭受 台风 袭 击 ， 轻 型 门式 刚架 因其 自 身结 构特 点 ， 容 易 在 强 风 作 用 下 造成 破 坏 。 本 文通 过对 轻型 门式 刚架 风 荷 载 特 性 分 析 ， 提 出 一些 工 程 抗风 措施 。
作者简介 ： 彭景云 （ １ ９ ８ １ ～） ， 男， 湖北荆州人 ， 工程师 ， 从 事 工 程 结 构 设计 工 作 。
第 ５期
彭景云等 ： 轻型 门式 刚架风荷载分析 与抗 风措施
２ ９
数 随着 房屋 的高 宽 比 Ｈ ／ Ｂ值 的增 加 而增 大 ； （ ２ ） 迎
风墙 面 的平 均 风 压 系 数 受 房 屋 几 何 尺 寸 的 影 响 较
选址 一旦 确定 ， 基 本 风 压值 和地 面粗 糙 度 类 别 也 随 之确 定 ， 这两 个参 数 是 影 响 门式 刚 架 风荷 载大 小 的 主要 参数 。
１ ． ２ 建 筑 高 宽 比 对 门式 刚 架 的 影 响
１ 门式 刚 架风 荷载 分 析
一
般 建筑 设计 时采 用 的风 荷 载取 自《 建 筑结 构
彭 景 云 ， 潘 月 辉 ， 林 宏 剑
ＰＥ ＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｙ ｕ ｎ １． Ｐ ＡＮ Ｙ ｕ ｅ ｈ ｕ ｉ ２ ｕＮ Ｈｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ３
．
（ １ ． 浙江华艺建筑设计有限公司 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ ０ １ ； ２ ． 浙江华东科技检测有限公司 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ８ ； ３ ． 台州 学 院 建 筑 工 程 学 院 ， 浙江 台州 ３ １ ８ ０ ０ ０ ）
ห้องสมุดไป่ตู้
用钢 量省 ， 建筑 内部空 间大 ， 构件 制 作 简单 ，安装 施
工周期 短 ， 在我 国得 到 了广泛 使 用 。 由于我 国东 部 沿海 地 区经常 遭受 台风 袭 击 ， 轻 型 门式 刚架 因其 自 身结 构特 点 ， 容 易 在 强 风 作 用 下 造成 破 坏 。 本 文通 过对 轻型 门式 刚架 风 荷 载 特 性 分 析 ， 提 出 一些 工 程 抗风 措施 。
作者简介 ： 彭景云 （ １ ９ ８ １ ～） ， 男， 湖北荆州人 ， 工程师 ， 从 事 工 程 结 构 设计 工 作 。
第 ５期
彭景云等 ： 轻型 门式 刚架风荷载分析 与抗 风措施
２ ９
数 随着 房屋 的高 宽 比 Ｈ ／ Ｂ值 的增 加 而增 大 ； （ ２ ） 迎
风墙 面 的平 均 风 压 系 数 受 房 屋 几 何 尺 寸 的 影 响 较
选址 一旦 确定 ， 基 本 风 压值 和地 面粗 糙 度 类 别 也 随 之确 定 ， 这两 个参 数 是 影 响 门式 刚 架 风荷 载大 小 的 主要 参数 。
１ ． ２ 建 筑 高 宽 比 对 门式 刚 架 的 影 响
１ 门式 刚 架风 荷载 分 析
一
般 建筑 设计 时采 用 的风 荷 载取 自《 建 筑结 构
彭 景 云 ， 潘 月 辉 ， 林 宏 剑
ＰＥ ＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｙ ｕ ｎ １． Ｐ ＡＮ Ｙ ｕ ｅ ｈ ｕ ｉ ２ ｕＮ Ｈｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ３
．
（ １ ． 浙江华艺建筑设计有限公司 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ ０ １ ； ２ ． 浙江华东科技检测有限公司 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ８ ； ３ ． 台州 学 院 建 筑 工 程 学 院 ， 浙江 台州 ３ １ ８ ０ ０ ０ ）
门式刚架-带吊车
挠度控制：
2）局部稳定 3）整体稳定 2、构造（加劲肋、拉条）
局部稳定 腹板局部稳定：
翼缘局部稳定：
6、檩条、墙梁设计 1）强度 2）挠度 3）构造要求
??本例工程位于上海市长度为1125米宽度为24米高度为11米跨度为24米开间为75米有1台10吨桥式吊车牛腿顶标高为75米屋面坡度为5
上海磨石建筑培训学校
钢结构计算机辅助设计
二维门式刚架
1、工程概况： 本例工程位于上海市，长度为112.5米，宽度 为24米，高度为11米，跨度为24米，开间为7.5米， 有1台10吨桥式吊车，牛腿顶标高为7.5米，屋面 坡度为5%。 基础采用条形基础。
2、刚架设计：
2.1网格输入：
2.2设计信息：
2.3规范选用： 满足《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS102:2002的1.0.2条，故计算时依据 《门式 刚架轻型房屋钢结构技术规程》。
3、参数选择及控制： 位移控制：
挠度控制：
长细比控制：
4、柱脚设计：
5、吊车梁设计：பைடு நூலகம் 荷载取值：
轻型门式刚架风荷载分析与抗风措施
轻型门式刚架风荷载分析与抗风措施一、引言介绍轻型门式刚架的应用背景和重要性，并简述本文的研究内容和意义。
二、轻型门式刚架结构分析1.轻型门式刚架结构形式分析2.轻型门式刚架结构受力分析三、风荷载计算1.风荷载标准及规定2.风荷载计算方法3.风荷载数据的采集和分析四、轻型门式刚架风荷载分析1.风荷载作用下的刚架结构响应分析2.刚架结构的稳定性分析3.风荷载作用下的结构变形分析五、抗风措施1.加强刚架结构的稳定性2.采用适当的材料和加强构件3.优化设计方案六、结论与展望总结本文的研究内容和成果，提出未来研究的方向和重点。
一、引言随着现代工业和物流行业的不断发展，轻型门式刚架逐渐成为工业、商业及物流设施中的重要组成部分。
它具有结构强度高、稳定性好，且易于安装等特点，广泛应用于仓库、超市、汽车制造厂等场所。
然而在实际使用过程中，轻型门式刚架也面临着可能遇到的自然灾害等不可控因素的威胁，尤其是对于暴风、暴雨等恶劣天气下的抵抗能力，需要进行充分的考虑和研究。
本文将针对轻型门式刚架风荷载的分析与抗风措施展开相关研究，旨在探究如何提高轻型门式刚架的抗风性能和稳定性，减小风灾因素的影响，为工业、商业及物流设施的建设提供可靠的技术支持。
在此基础上，本文将分别从轻型门式刚架结构分析、风荷载计算、轻型门式刚架风荷载分析和抗风措施四个方面展开研究，以全面掌握轻型门式刚架风荷载问题的核心内容，为下一步工作提供理论基础和参考依据。
在本文的研究中，本着科学、客观、细致和实践的原则，使用了系统的学术方法和实验手段，瞄准轻型门式刚架风荷载的主要问题以及我们需要增强和优化的方面，以保证最终的研究结论具有科学性和实践操作性。
二、轻型门式刚架结构分析轻型门式刚架是以冷轧型钢为主要材料，采用焊接、螺栓连接等工艺加工而成。
其基本组成部分包括上部主梁、下部次梁、立柱、横撑等。
整个结构形式简洁明了，且拥有良好的整体稳定性和耐久性。
在此基础上，本章节将重点介绍轻型门式刚架结构形式和结构受力分析。
门式起重机支腿受力分析
门式起重机主梁、支腿受力分析一、主梁内力分析（主梁按简支梁计算）1、垂直载荷引起的主梁内力 ⑴ 垂直固定载荷引起的内力计算 主梁的均布载荷为：2124q zm L M q =⨯12Z zm Q q L =式中：L — 起重机跨度Zm q — 主梁均布载荷⑵ 移动载荷引起的内力计算（图4—2）12GX G P P P ϕϕ=+式中：GX P — 小车自重 G P — 起重量：1ϕ — 冲击系数： 1 1.05ϕ= 2ϕ — 动力系数： 4 1.1ϕ=max14C M PL = 12C Q P =图 4—22、水平载荷引起的内力 ⑴ 大车制动时引起的惯性载荷 ① 主梁自重惯性力110s m Zm q q =② 小车自重及起重量惯性力110sP P =③ 弯矩2124s s qm L M q =⨯114s sP M LP =⑵ 小车制动引起的水平惯性力 ① 水平惯性力()17D HXG GX Tn P P P n =+ 式中：GX P — 小车自重：G P — 起重量： ② 最大弯矩T HX M P h =式中：h — 龙门架平面投影高度：⑶ 风载荷引起的水平力（只计垂直于主梁平面的风载荷） ① 工作状态正常风载荷w P Cp A =ⅠⅠ式中：C — 风力系数；C = 1.2p Ⅰ— 工作状态风压；2150/p N mm =ⅠA — 起重机构件垂直于风向的实体面积；0A A ϕ=0A — 起重机构件外形轮廓面积； ϕ — 起重机构件迎风面充实系数；② 工作状态最大风载荷w P Cp A =ⅡⅡ式中：p Ⅱ—— 工作状态最大风压；2250/p N mm =Ⅱw P Cp A =ⅡⅡ③ 弯矩w w P q L=ⅡⅡ 2124w w L M q =⨯ⅡⅡ3、主梁强度计算⑴ 垂直载荷引起的应力maxq c czczXZLXZLM M M W W δ+==∑⑵ 水平载荷引起的应力s sq p w szsz YZLYZLM M M M W W δ++==∑Ⅱ⑶ 小车制动引起的水平惯性力引起的应力TTz XZL M W δ=⑷ 合成应力()1.15cz sz Tz δδδδ∑=++4、主梁刚度计算（见图4—3）图 4—33maxL 48XZL P f EI二、支腿内力分析（见图4—5）1、龙门架平面内的内力分析（按一次超静定计算内力） ⑴ 移动载荷在跨中图 4—51122A B V V P ==⨯()23L 22223A B P H H hL k ⨯==+式中：XZL XZT I h k I L=⨯龙门架平面内最大弯矩max L A M H h =⑵ 小车制动载荷110HXXC P G = L CHX HX M P h =2、支腿平面内的内力分析⑴ 由起升载荷1Q ϕ和自重载荷22XC DL G G ϕϕ、引起的支腿垂直载荷V （见图4—6）()12214XC ZL V Q G G ϕϕϕ=++⑵ 由大车制动惯性载荷HD P 风载荷W P 作用产生水平力A q 引起的弯矩（见图4—7）工作状态最大风载荷w z P Cp A =Ⅱz Ⅱ式中：C — 风力系数；C = 1.2p Ⅱ — 工作状态最大风压；2250/p N mm =ⅡZ A — 起重机支腿垂直于风向的实体面积；w w P q h =ⅡZ ⅡZ支腿均布载荷HDG q h=Z式中：G Z —— 支腿重量弯矩110A HD w q q q =+ⅡZ 212w A M q h =ⅡZ图 4—6 图 4—7⑶ 主梁自重、小车自重及起重量惯性力引起的弯矩()114ss m p Lq p =+SZBS M p h =SZ④ 支腿平面内最大弯矩max 788max5.510 4.5110 5.0610z W Z BSzM M M MN mm=+=⨯+⨯=⨯Ⅱ3、支腿强度计算max max L Z I XZT YZT ZT M M VW W A δ=++三、 非工作状态下稳定性计算（图4—8）1、倾覆力矩 主梁风载荷为：w P Cp A =ⅡⅡ支腿风载荷为：2w z P Cp A =Ⅱz Ⅱ小车风载荷为： w X P Cp A =ⅡX Ⅱ图 4—8倾覆力矩：213w w w M p h p h p h =++ⅡⅡZ ⅡX 倾覆2、自重力矩12ZZ M G B =自重3、结论>1M M 自重倾覆当时，满足要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文章编号:100926825(2010)1120082202门式刚架吊车梁在移动荷载下位移和响应分析收稿日期:2009212222作者简介:耿照亮(19822),男,北京工业大学建筑工程学院硕士研究生,北京 100124陈向东(19502),男,教授,北京工业大学建筑工程学院,北京 100124耿照亮 陈向东摘 要:借助于有限元软件ANSYS 对几种带有吊车梁的轻型门式刚架的吊车梁进行有限元分析,对跨度大小、腹板高度及厚度等对吊车梁的应力和挠度的影响分别作了详细分析,通过计算分析,对门式刚架吊车梁的设计提出了一些建议,以利于设计人员的设计,同时为进行类似工程提供了技术依据。
关键词:柱距,翼缘,腹板,有限元中图分类号:TU392.5文献标识码:A 轻型钢结构主要是指采用门式刚架为主要承重骨架,用冷弯薄壁型钢做檩条、墙梁,以压型钢板做屋面、墙面的一种轻型房屋结构体系。
对于有吊车的轻型门式钢架,吊车梁是非常重要的构件,其用钢量可占全部结构用钢量的1/4～1/3,合理优化设计吊车梁结构对降低钢材总用量是非常有效的。
尤其当工字形吊车梁在移动荷载作用下无加劲或者承受移动的轮压荷载时,应验算腹板计算高度处以及下翼缘的局部承压力,进而设置横向或者纵向加劲肋。
本文对在移动荷载下的工字形吊车梁进行了有限元分析,并与实际中关于吊车梁受力分析的理论相结合,以期得到工字形吊车梁在移动荷载下的应力和挠度的变化规律。
本文采用的吊车资料如表1所示。
1 规范对于吊车梁的计算要求表1 吊车主要性能参数起重量G n /t 吊车梁跨度L /m轮距K /m 桥架宽度B /m 最小轮压t 最大轮压t 小车重t 522.5 3.55 4.65 3.68.5 1.81022.5 4.05 5.29 3.1512.6 3.330/1522.5 4.1 5.3 6.614.2 5.750/2022.5 4.6 5.8 6.6517.7 6.850/3022.54.76.137.228.511.6 1)《钢结构设计规范》规定:吊车梁应按下列规定计算最大弯矩处或变截面处的正应力:上翼缘正应力计算:当无制动结构时,M max W 上nx+M HW ny ≤f ;当制动结构为制动梁时,M max W 上nx+M HW ny 1≤f 。
B 丙=A ・R 丙=(0.26,0.355,0.385)(9)3.6 用等级参数对评价指数作出综合结论设相对于各等级v j 规定的参数列向量为:C =(c 1,c 2,…,c n )T =(100,65,45)T(10)则得出甲方案等级参数评价结果(分数)为:p 甲=B 甲・C =(0.42,0.37,0.21)・1006545=75.45(11)p 乙=B 乙・C =68.8(12)p 丙=B 丙・C =66.4(13)3.7 对三种设计方案评价结果分析由以上计算可知,评价结果分数排序为:p 甲>p 乙>p 丙,设计方案甲最佳,方案乙为第二,方案丙最差,故选择框架剪力墙结构具有最好的综合效益。
4 结语模糊评价法能较准确的确定各因素对建筑设计方案评价结果的影响程度,有效地减少人为因素在评价中的作用,并能较全面、真实的反映各因素对评价结果的综合影响。
把综合评价法应用于住宅结构设计方案的评价与选优,量化了各种评价标准,使评价结果更为客观,更加科学合理。
参考文献:[1] 张宗元.模糊数学及其应用[M ].重庆:重庆建筑大学出版社,1999.[2] 湛 江.模糊数学在国民经济中的应用[M ].武汉:华中理工大学出版社,1994.[3] 徐 蓉.工程造价管理[M ].上海:同济大学出版社,2003.[4] 张 欣.住宅结构可靠性分析[J ].山西建筑,2008,34(8):84285.[5] 刘书贤,朱智勇,张 引.住宅建筑设计方案的模糊综合评价[J ].辽宁工程技术大学学报,2000(6):2592263.On comparison of residential structure scheme based on f uzzy comprehensive evaluationFANG Ju anAbstract :The paper adopts the fuzzy comprehensive evaluation ,combining with relative major knowledge and experts ’experience ,has the comprehensive evaluation on the structural design scheme ,overcomes the rudeness of the influential factors in the structural scheme selection ,and the casualness of personal objective judgment ,so as to have more scientific ,brief and persuasive optimization of high 2rise residential struc 2tural scheme.K ey w ords :fuzzy comprehensive evaluation ,residential structure scheme ,comparison ,social comprehensive effect・28・第36卷第11期2010年4月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.36No.11Apr. 2010 当制动机构为制动桁架时,M max W 上nx+M H W ny +N HA n ≤f ;下翼缘正应力计算:M max W 下nx≤f 。
其中,W 上nx ,W 下nx 分别为梁截面对x 轴的上部或下部纤维的净截面模量;W ny 为上翼缘截面对y 轴的净截面模量;W ny 1为制动梁截面对y 1轴的净截面模量;N H 为吊车梁上翼缘作为制动桁架的弦杆,在吊车横向水平荷载作用下产生的内力;A n 为吊车梁上翼缘的净截面面积;f 为钢材的抗拉强度设计值。
2)吊车梁的竖向挠度可按下列公式近似计算:a.等截面简支梁:v =M x l 210EI x≤[v ]。
b.翼缘截面变化的简支梁:v =M x l 210EI x1+325・I x -I ′x I x≤[v ]。
其中,M x 为由全部竖向荷载标准值产生的最大截面弯矩;l 为吊车梁跨度;I x 为跨中毛截面惯性矩;I ′x 为支座处毛截面惯性矩;[v ]为容许挠度值,对于轻钢吊车梁[v ]=1/1200～1/400。
2 计算模型本文采用通用有限元程序ANSYS 计算移动荷载下吊车梁腹板和下翼缘应力,工字形吊车梁截面尺寸如图1所示:材料为线弹性,弹性模量E X =2.0×1011,泊松比u =0.3,吊车梁采用一端固定一端简支。
梁的有限元模型采用Beam188,几何模型见图2。
3 计算结果表2 柱距为9m,荷载分别为100kN,300kN 作用下的计算结果起重量t 截面尺寸/mm柱距L /m 应力(1)应力(2)挠度(1)挠度(2)5340×14×500×10×240×1291102671/721/2410340×18×1000×12×240×18932.7981/4001/13430/15350×16×1000×10×250×16937.81131/4031/13750/20360×14×750×10×200×12934.81041/4351/4350/30360×14×1000×10×240×14970.82101/1591/53注:应力(1)(2)分别指荷载为100kN ,300kN 作用下的最大应力,单位为N/mm 2;挠度(1)(2)分别指荷载为100kN ,300kN 作用下跨中的最大挠度,下同 各个参数条件主要包括:柱距L 、翼缘厚度、宽度、梁高、腹板厚度,对所有模型施加不同的荷载,P 1=100kN ,P 2=300kN ,分别计算柱距L =9m ,18m ,24m 三种情况下的应力和挠度。
L =9m 荷载分别为P 1=100kN ,P 2=300kN 两种情况下计算结果如表2所示。
L =18m 荷载分别为P 1=100kN ,P 2=300kN 两种情况下计算结果如表3所示。
表3 柱距为18m 、荷载分别为100kN,300kN 作用下的计算结果起重量t 截面尺寸/mm柱距L /m 应力(1)应力(2)挠度(1)挠度(2)5340×14×500×10×240×12182227191/81/310340×18×1000×12×240×181********/541/1830/15350×16×1000×10×250×16187002101/1001/1750/20360×14×750×10×200×12181444321/201/750/30360×14×1000×10×240×141882.92491/441/15 L =24m 荷载分别为P 1=100kN ,P 2=300kN 两种情况下计算结果如表4所示。
表4 柱距为24m 、荷载分别为100kN,300kN 作用下的计算结果起重量t 截面尺寸/mm柱距L /m 应力(1)应力(2)挠度(1)挠度(2)5340×14×500×10×240×12243328811/3.331/1.1110340×18×1000×12×240×182488.92671/231/830/15350×16×1000×10×250×16241013041/201/750/20360×14×750×10×200×12242427261/71/2.250/30360×14×1000×10×240×14241093271/201/6.3 经过计算发现,下翼缘跨中挠度响应历程和此节点处的挠度形状很相似,随着柱距的增大,与跨中相邻的位置也开始出现较大的挠度。