2_4中、重型厂房结构设计-吊车梁的设计
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1、吊车梁设计1. 1 设计资料威远集团生产车间,跨度30m ,柱距6m ,总长72 m,吊车梁钢材采用Q235钢,焊条为E43型,跨度为6m ,计算长度取6m ,无制动结构,支撑于钢柱,采用突缘式支座,威远集团生产车间的吊车技术参数如表2-1所示:吊车轮压及轮距如图1-1所示:图1-1吊车轮压示意图1. 2 吊车荷载计算吊车荷载动力系数05.1=α,吊车荷载分项系数Q γ=1.40。
则吊车荷载设计值为竖向荷载设计值 Q P γα⋅=max P ⋅=1.05⨯1.4⨯83.3=122.45kN 横向荷载设计值 =H Qγn g Q )(12.0+⋅=1.4⨯48.9)8.15(12.0⨯+⨯=2.80kN1. 3 内力计算1.3.1 吊车梁中最大竖向弯矩及相应剪力1) 吊车梁有三个轮压(见图1-2)时,梁上所有吊车轮压∑P 的位置为:A图1-2 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图mm W B a 1100355046501=-=-= mm W a 35502==mm a a a 3.4086110035506125=-=-=。
自重影响系数β取1.03,则 C 点的最大弯矩为:cM max =W β⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--∑125)2(Pa l a l P =1.03×⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯--⨯⨯100.145.1226)408.03(45.12232 =284.94m kN ⋅2) 吊车梁上有两个轮压(见图1-3 )时,梁上所有吊车轮压∑P的位置为:A图1-3 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图mm W B a 1100355046501=-=-=mm a a 275414==则C 点的最大弯矩值为:c M max =Wβl a l P ∑-24)2( =1.03×6)275.03(45.12222-⨯⨯=m kN ⋅18.312 可见由第二种情况控制,则在max M 处相应的剪力为CV =W βla lP ∑-)2(4=1.03×6)275.03(45.1222-⨯⨯=114.51kN 。
第2章中、重型厂房结构设计在冶金,造船,机械制造等行业、有许多重型厂房,它们的显著特点是跨度大、高度大、吨位大。
例如冶金工业的转炉车间,装配一个容积3400m的转炉时,共跨度可达30m,多层部分的高度可达80m,整个厂房占地面积达230000m,吊车的起重量可达450t。
在机械制造行业,有高度60m,吊车起重量高达1200t的重型厂房。
综合分析可靠性,耐久性和经济性表明,这种重型工业厂房最适宜采用全钢结构建造。
随着我国钢产量的增加,一些中型厂房也会采用全钢结构或钢屋盖结构。
本章内容以重型厂房为主要对象,同时也论及中型厂房结构和一般钢桁架。
2.1 结构形式和结构布置2.1.1 一般说明在房屋建筑学中,已经学习了厂房的类别及平面、剖面和立面建筑设计的基本知识。
重型厂房一般取单层刚(框)架结构形式,但也有一部分为多层刚架者。
图2—1是典型单层单跨厂房构造简图,其屋顶既可采用钢屋架—大型屋面板结构体系,亦可采用钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系,或横梁—檩条—轻型屋面板结构体系。
图2—1 单层厂房构造简图1—柱;2—屋架;3—吊车梁;4—天窗架;5—柱间支撑吊车是厂房中常见的起重设备,按照吊车使用的繁重程度(亦即吊车的利用次数和荷载大小),国家标准《起重机设计规范》(GB3811)将其分为八个工作级别,称为A1—A8。
吊车的工作制等级与工作级别的对应关系表2—12.1.1.1 柱网布置和计算单元厂房的柱网布置要综合考虑工艺、结构和经济等诸多因素来确定,同时还应注意符合标准化模数的要求。
一般地,在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50t时,柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取6m柱距较为合适。
如果采用轻型围护结构,则取大柱距15m,18m及24m较适宜。
位于软弱地基上的重型厂房,应采用较大柱距。
在一些工业部门.为了满足工艺要求,厂房亦可呈多跨形式(如图2—2所示)。
图2—2 柱网布置国家规范要求,在厂房的纵向或横向的尺度较大时,一般应按表2—2在平面布置中设置温度收缩缝,以避免结构中衍生过大的温度应力。
第二章重型厂房结构设计
思考题:
2.1 简述屋盖支撑的作用,以及屋盖支撑的布置原则。
2.2 钢屋架上所受的荷载有哪些?
2.3 简述吊车梁的工作性能。
2.4吊车梁的截面验算有哪些?
习题
2.1 肩梁计算
一单壁式肩梁构造如下图所示 , 钢材为 Q235, 焊条 E43 型。
上柱为焊接工字形、下柱为格构式截面 , 其截面如图所示。
上柱荷载为:.
,
M KN m
650
N=500KN。
吊车最大轮压标准值为 Dmax=1600KN。
试验算此肩梁截面强度并设计连接焊缝。
习题2.1图
2.2 吊车梁计算
一简支吊车梁跨度为 12m, 钢材为 Q345, 焊条 E50 型。
采用制动梁结构 , 制动板选用 -860 × 8 的厚花纹钢板,制动梁外翼缘选用 2×L100×10 的角钢。
初选吊车梁截面如下图所示。
厂房内设有两台750/200 KN 重级工作制 (A7 级)桥式吊车,吊车跨度 31.5m,吊车宽度及轮距如图所示,小车重量G=235KN, 吊车最大轮压标准值为Fmax=324KN。
轨道型号QU100(轨高150mm) 。
试验算此吊车梁截面强度及疲劳强度是否满足要求?
习题2.2图。
吊车梁形式与设计在工业工程项目中,设计时经常遇到吊车梁,下面我简要谈谈我在这方面的总结,主要包括;吊车梁所承受的荷载、吊车梁的形式、吊车梁的设计等方面。
二.吊车梁所承受的荷载吊车在吊车梁上运动产生三个方向的动力荷载:竖向荷载、横向水平荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。
纵向水平荷载是指吊车刹车力,其沿轨道方向由吊车梁传给柱间支撑,计算吊车梁截面时不予考虑。
吊车梁的竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。
吊车沿轨道运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车梁振动,特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击,因此在计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应乘以动力系数。
对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1~A5的软钩吊车,动力系数可取1.05;对工作级别A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车,动力系数可取为1.1。
横向水平荷载应等分于桥架的两端,分别由轨道上的车轮平均传至轨道,其方向与轨道垂直,并考虑正反两个方向的刹车情况。
对于悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受,可不计算。
手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接(吊车梁、制动结构、柱相互间的连接)的强度时,由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因,在轨道上产生卡轨力,因此钢结构设计规范规定应考虑吊车摆动引起的横向水平力,此水平力不与小车横行引起的水平荷载同时考虑。
三. 吊车梁的形式吊车梁一般设计成简支梁,设计成连续梁固然可节省材料,但连续梁对支座沉降比较敏感,因此对基础要求较高。
吊车梁的常用截面形式,可采用工字钢、H型钢、焊接工字钢、箱型梁及桁架做为吊车梁。
桁架式吊车梁用钢量省,但制作费工,连接节点在动力荷载作用下易产生疲劳破坏,故一般用于跨度较小的轻中级工作制的吊车梁。
一般跨度小起重量不大(跨度不超过6米,起重量不超过30吨)的情况下,吊车梁可通过在翼缘上焊钢板、角钢、槽钢的办法抵抗横向水平荷载,对于焊接工字钢也可采用扩大上翼缘尺寸的方法加强其侧向刚度。
针对不同的柱底,可能是不同的组合起控制作用!不过,如果是多层结构,风是不是参与组合影响不大!桩计算功能我没用过,但是如果你输入了基础埋深,其土重应该考虑进去了。
转载一篇关于吊车梁设计的总结,供大家参考:一、吊车梁所承受的荷载吊车在吊车梁上运动产生三个方向的动力荷载:竖向荷载、横向水平荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。
纵向水平荷载是指吊车刹车力,其沿轨道方向由吊车梁传给柱间支撑,计算吊车梁截面时不予考虑。
吊车梁的竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。
吊车沿轨道运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车梁振动。
特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。
因此在计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应乘以动力系数。
对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1~A5的软钩吊车,动力系数可取1.05;对工作级别A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车,动力系数可取为1.1。
吊车的横向水平荷载由小车横行引起,其标准值应取横行小车重量与额定起重量之和的下列百分数,并乘以重力加速度:1)软钩吊车:当额定起重量不大于10吨时,应取12%;当额定起重量为16~50吨时,应取10%;当额定起重量不小于75吨时,应取8%。
2)硬钩吊车:应取20%。
横向水平荷载应等分于桥架的两端,分别由轨道上的车轮平均传至轨道,其方向与轨道垂直,并考虑正反两个方向的刹车情况。
对于悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受,可不计算。
手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接(吊车梁、制动结构、柱相互间的连接)的强度时,由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因,在轨道上产生卡轨力,因此钢结构设计规范规定应考虑吊车摆动引起的横向水平力,此水平力不与小车横行引起的水平荷载同时考虑。
二、吊车梁的形式吊车梁应该能够承受吊车在使用中产生的荷载。
竖向荷载在吊车梁垂直方向产生弯矩和剪力,水平荷载在吊车梁上翼缘平面产生水平方向的弯矩和剪力。