简支吊车梁计算书

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简支吊车梁验算计算书

一. 设计资料

1 基本信息:

验算依据：钢结构设计规(GB 50017-2003)

建筑结构荷载规(GB 50009-2012)

吊车梁跨度：l=6000 mm

吊车梁平面外计算长度：l0=6000 mm

吊车梁所在柱列：边列柱

吊车梁所在位置类型：中间跨

2 吊车信息:

吊车梁上有两台完全相同的吊车同时运行

第一台吊车基本信息(参图Ⅰ)

吊车类型:T5t105_中级软钩吊车

吊车跨度:10500 mm

吊车自重:12.715 t

小车重量:2.126 t

吊车起重量:5 t

工作级别:A4~A5(中级)

吊钩形式:软钩吊车

单侧轮子数:2个

最大轮压:74 kN

最小轮压:26.3 kN

制动轮子数：1个

轨道类型:43Kg/m

吊车宽度:5050 mm

吊车额定速度:90 m/min

小车额定速度:40.1 m/min

吊车轮距C1:3400 mm

.. 专业. . .

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3 荷载信息:

吊车竖向荷载增大系数：ηv=1.03

吊车荷载分项系数：γc=1.4

当地重力加速度值：g=9.8

附加竖向均布活载标准值：0 kN/m

附加水平均布活载标准值：0 kN/m

吊车一动力系数：μ1=1.05

吊车一横向水平刹车力系数：β1=0.12

吊车一摆动力系数：α1=0

4 验算控制信息:

吊车梁竖向挠度允许值：l/1000

吊车梁水平挠度允许值：l/2200

对中级工作制吊车梁按《钢规》要求不进行疲劳验算

5 吊车梁截面信息:

截面型号:H-750*300*10*12

用户自定义截面

截面材料类型:Q235

截面每米质量:113.51 kg/m

截面几何参数如下:

截面高度H=750 mm

上翼缘宽度B1 =300 mm

下翼缘宽度B2 =300 mm

腹板厚度T w =10 mm

上翼缘厚度T f1=12 mm

下翼缘厚度T f2=12 mm

截面力学参数如下:

x轴毛截面惯性矩I x =129932.658 cm^4

x轴净截面惯性矩I nx =122646.136 cm^4

x轴上翼毛截面抵抗矩W x =3464.871 cm^3

x轴上翼净截面抵抗矩W nx =3155.656 cm^3

.. 专业. . .

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x轴下翼净截面抵抗矩W nx1 =3394.155 cm^3

y轴上翼毛截面抵抗矩W y =360.403 cm^3

y轴上翼净截面抵抗矩W ny =152.003 cm^3

上翼缘有效净面积A ne =30.84 cm^2

净截面中和轴高度C ny =361.345 mm

吊车梁采用等截面梁:

截面端部高度h d =400mm

端部x轴毛截面惯性矩I d =129932.658 cm^4

端部x轴毛截面静矩S d =1987.245 cm^3

端部x轴上翼缘静矩S du =68.4 cm^3

端部x轴下翼缘静矩S dd =1328.4 cm^3

6 吊车梁制动结构信息:

吊车梁不采用任何制动结构

7 吊车梁截面焊缝信息:

吊车梁腹板与上翼缘采用焊透的T形组合焊缝

吊车梁腹板与下翼缘采用部分焊透的T形组合焊缝

下翼缘坡口深度：s d=4 mm

吊车梁腹板与翼缘焊缝采用：自动焊

8 腹板加劲肋信息：

横向加劲肋布置方式：两侧成对布置

横向加劲肋端部焊接方式：连续回焊，不断弧

横向加劲肋选用：SB6_Q235

横向加劲肋间距：a=1200 mm

横向加劲肋宽度：65 mm

横向加劲肋端部到下翼缘距离：50 mm

吊车梁不配纵向加劲肋和横向短加劲肋

9 支座信息：

吊车梁采用的支座类型：全部平板式支座，吊车梁下翼缘直接与牛腿栓接

平板支座加劲肋选用：SB6_Q235

平板支座加劲肋宽度：65 mm

加劲肋焊缝焊脚高度：7 mm

平板支座选用：SB20_Q235

平板支座宽度：90 mm

平板支座长度：540 mm

10 计算参数：

梁截面材料屈服强度：f y=235 N/mm^2

梁截面材料转换系数：C F=(235/235)^0.5=1

上翼缘截面抗拉强度：f t=215 N/mm^2

下翼缘截面抗拉强度：f b=215 N/mm^2

.. 专业. . .

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梁腹板截面抗剪强度：f v=125 N/mm^2

梁腹板端面承压强度：f ce=325 N/mm^2

吊车梁焊缝抗剪强度：f w=160 N/mm^2

二. 验算结果一览

受压(上)翼缘宽厚比12.08 最大15.0 满足腹板高厚比

72.60 最大250.0 满足上翼缘受压强度比0.52 最大1.0

满足下翼缘受拉强度比0.34

最大1.0 满足端部腹板剪应力强度比

0.31 最大1.0 满足腹板局部承压强度比0.13 最大1.0

满足腹板折算应力强度比0.29

最大1.0 满足整体稳定强度比

0.47 最大1.0 满足竖向挠度计算值(mm) 1.58 最大6.0

满足水平挠度计算值(mm) 0

不需验算满足上翼缘焊缝强度比

T形组合焊缝不验算满足

下翼缘焊缝强度比0.75 最大1.0

满足区格Ⅰ局稳强度比0.16

最大1.0 满足区格Ⅱ局稳强度比

0.20 最大1.0 满足区格Ⅲ局稳强度比0.22 最大1.0

满足加劲肋布置方式双侧成对

轻/中级满足横向加劲肋间距(mm)

1200.00 最大1452.0 满足横向加劲肋间距(mm) 1200.00 最小363.0

满足横向加劲肋外伸宽度(mm) 65.00

最小64.2 满足横向加劲肋厚度(mm)

6.00 最小4.3 满足无纵向加劲肋时ho/Tw 72.60 最大170.0

满足平板加劲肋稳定强度比0.39

最大1.0 满足平板加劲肋焊缝强度比

0.10 最大1.0 满足平板加劲肋外伸宽度(mm) 65.00 最小64.2

满足横向加劲肋厚度(mm) 6.00

最小4.3 满足平板加劲肋焊脚高度(mm)

7.00 最小6.0 满足平板加劲肋焊脚高度(mm) 7.00 最大7.0

满足上翼柱侧板件正应力(MPa) 10.4

最大215 满足上翼柱侧角焊缝应力(MPa)

.. 专业. . .

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4.57 最大160 满足上翼柱侧角焊缝焊脚高度(mm) 6.00 最小4.00

满足上翼柱侧角焊缝焊脚高度(mm) 6.00

最大5.00不满足上翼梁柱连接板正应力(MPa)

5.95 最大215 满足上翼梁柱螺栓承担剪力(kN) 2.76 最大62.8

满足上翼梁柱螺栓轴向边距(mm) 40.0

最小33.0 满足上翼梁柱螺栓轴向边距(mm)

40.0 最大88.0 满足上翼梁柱螺栓垂向边距(mm) 40.0 最小44.0

不满足上翼梁柱螺栓垂向边距(mm) 40.0

最大88.0 满足上翼梁柱螺栓间距(mm)

80.0 最小66.0 满足上翼梁柱螺栓间距(mm) 80.0 最大90.0

满足牛腿最大正应力(Mpa) 43.8

最大215 满足牛腿最大剪应力(Mpa)

72.3 最大125 满足牛腿最大折算应力(Mpa) 110 最大237

满足牛腿翼缘宽厚比7.00

最大15.0 满足牛腿集中力截面剪应力(Mpa)

84.9 最大125 满足牛腿局部承压应力(Mpa) 0 最大325

满足支座螺栓承担剪力(kN) 45.1

最大62.8 满足支座螺栓轴向边距(mm)

40.0 最小44.0不满足支座螺栓轴向边距(mm) 40.0 最大96.0

满足支座螺栓垂向边距(mm) 50.0

最小33.0 满足支座螺栓垂向边距(mm)

50.0 最大96.0 满足支座螺栓垫板正应力(MPa) 166 最大215

满足支座螺栓垫板角焊缝应力(MPa) 41.3

最大160 满足支座螺栓垫板焊脚高度(mm)

8.00 最小7.00 满足支座螺栓垫板焊脚高度(mm) 8.00 最大7.00

不满足上翼柱加劲肋板件宽厚比10.0

最大14.9 满足上翼柱加劲肋板件剪应力(MPa)

4.32 最大180 满足上翼柱加劲肋焊缝剪应力(MPa) 3.43 最大200

满足牛腿处柱加劲肋板件宽厚比10.0

最大14.9 满足牛腿处柱加劲肋板件剪应力(MPa)

129 最大180 满足牛腿处柱加劲肋焊缝剪应力(MPa) 103 最大200

满足纵向连接螺栓承担剪力(kN) 3.45

最大126 满足纵向连接螺栓轴向边距(mm)

.. 专业. . .

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45.0 最小44.0 满足纵向连接螺栓轴向边距(mm) 45.0 最大88.0

满足纵向连接螺栓竖向边距(mm) -20.0

最小33.0不满足纵向连接螺栓竖向边距(mm)

-20.0 最大88.0 满足纵向连接螺栓间距(mm) 120 最小66.0

满足纵向连接螺栓间距(mm) 120

最大96.0不满足车挡截面自由外伸宽厚比

8.00 最大15.0 满足车挡截面腹板宽厚比53.3 最大80.0

满足车挡截面最大剪应力(MPa) 37.6

最大125 满足车挡截面最大正应力(MPa)

120 最大215 满足车挡截面折算应力(MPa) 129 最大237

满足车挡集中力处板件宽厚比10.0

最大14.9 满足车挡集中力处板件剪应力(MPa)

19.4 最大180 满足车挡集中力处焊缝剪应力(MPa) 14.5 最大200

满足车挡截面最大拉应力(MPa) 129

最大215 满足车挡截面最大压应力(MPa)

-129 最小-215 满足车挡截面综合应力(MPa) 130 最大160

满足车挡截面腹板焊脚高(mm) 6.00

最大7.20 满足车挡截面腹板焊脚高(mm)

6.00 最小3.67 满足

三. 吊车梁截面力计算:

1 吊车梁支座处最大剪力Vd计算(参图Ⅲ)：

竖向附加活载作用下端部剪力V da=0 kN

吊车考虑动力系数后最大轮压标准值：

P=1.05×74=77.7 kN

吊车竖向荷载作用下端部剪力：

.. 专业. . .

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V dc=1.4×1.03×77.7×(2×6000-1650)/6000=211 kN

端部最大剪力计算值：V d=211 kN

2 跨中最大竖向弯矩Mvm计算(参图Ⅳ)：

竖向附加活载作用下跨中弯矩M va=0 kN·m

吊车考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值：

P=1.05×74=77.7 kN

吊车荷载合力：F=77.7×2=155.4 kN

左支座反力：R=155.4×3413/6000=88.38 kN

吊车梁跨中弯矩M vc计算：

M vc=1.4×1.03×(88.38×3413-77.7×1650)×10^-3=250 kN·m 跨中最大弯矩计算值：M vm=250 kN·m

3 跨中最大竖向弯矩对应剪力Vm计算(参图Ⅳ)：

自重和竖向附加活载作用下端部剪力：

V ma=(1.4*g v+1.2*q s)*S/l0=(1.4×0+1.2×1.135)×3413/6000×10^-3=0 kN 吊车考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值：

P=1.05×74=77.7 kN

吊车荷载合力：F=77.7×2=155.4 kN

左支座反力：R=155.4×3413/6000=88.38 kN

最大弯矩点左侧剪力计算：

V ml=1.4×1.03×(88.38-7.77e+004×1)=15.41 kN

最大弯矩点右侧剪力计算：

V mr=V ml-1.4×1.03×77.7=(-96.64) kN

跨中最大弯矩对应的剪力计算值：V m=96.64 kN

4 吊车梁跨中最大水平弯矩Mhm计算(参图Ⅴ)：

.. 专业. . .

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..

专业.

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水平附加活载作用下跨中弯矩M ha =0 kN·m

吊车考虑刹车力系数及其放大后单轮横向作用力标准值：

P=0.12×(5+2.126)/2×g/2=2.095 kN

吊车荷载合力：F=2.095×2=4.19 kN

左支座反力：R=4.19×3413/6000=2.383 kN

吊车梁跨中弯矩M hc 计算：

M hc =1.4×(2.383×3413-2.095×1650)×10^-3=6.546 kN·m

跨中最大水平弯矩计算值：M hm =6.546 kN·m

5 跨中最大竖向弯矩标准值Mvk 计算(参图Ⅵ)：

竖向附加活载作用下跨中弯矩M vka =0 kN·m

吊车单轮最大轮压标准值：

P=1.0×74=74 kN

吊车荷载合力：F=74×2=148 kN

左支座反力：R=148×3850/6000=94.97 kN

吊车梁跨中弯矩M vkc 计算：

M vkc =1×1.03×(94.97×3850-74×3400)×10^-3=117.4 kN·m

跨中最大弯矩计算值：M vk =117.4 kN·m

6 跨中最大水平弯矩标准值Mhk 计算(参图Ⅵ)：

水平附加活载作用下跨中弯矩M hka =0 kN·m

吊车考虑刹车力系数及其放大后单轮横向作用力标准值：

P=0.12×(5+2.126)/2×g/2=2.095 kN

吊车荷载合力：F=2.095×2=4.19 kN

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左支座反力：R=4.19×3850/6000=2.689 kN

吊车梁跨中弯矩M hkc计算：

M hkc=1×(2.689×3850-2.095×3400)×10^-3=3.228 kN·m

跨中最大水平弯矩计算值：M hk=3.228 kN·m

四. 吊车梁板件宽厚比验算:

1 受压(上)翼缘宽厚比验算:

受压翼缘宽厚比限值：[b0/t]=15*(235/f y)^0.5=15

翼缘自由外伸宽度：b0=145 mm

翼缘宽厚比：b0/T f1=145/12=12.08

2 腹板高厚比验算:

腹板高厚比限值：[h0/t]=250

腹板计算高度：h0=726 mm

腹板高厚比：h0/T w=726/10=72.6

五. 吊车梁截面强度验算:

1 上翼缘受压强度验算:

吊车梁不采用制动结构

吊车梁无须验算疲劳强度且b0/T f1=12.08≤13，取γx=1.05

吊车梁无须验算疲劳强度，取γy=1.2

ξ=(M vm/W nx/γx+M hm/W ny/γy)/f t

=(250/3156/1.05+6.546/152/1.2)×10^3/215

=0.5179

2 下翼缘受拉强度验算:

ξ=M vm/W nx1/f b=250×10^3/3394/215=0.3427

3 端部腹板剪应力强度验算:

考虑截面削弱系数1.2

τ=V d*S dx/(I dx*T w/1.2)/f v

=211×1987/(1.299e+005×10/1.2)/125×10^2

=0.3098

4 最大轮压下腹板局部承压强度验算:

考虑集中荷载增大系数后的最大轮压设计值按第一台吊车计算：

吊车最大轮压：P max=74 kN

轻、中级工作制吊车梁，依《钢规》4.1.3取增大系数：ψ=1.0

F=γc*ψ*μ*P max=1.4×1×1.05×74=108.8 kN

梁顶到腹板计算高度上边缘距离：h y=T f1=12 mm

轨道高度：h R=140 mm

集中荷载沿跨度方向支承长度取为：50 mm

集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度：

l z=50+5*h y+2*h R=50+5×12+2×140=390 mm

σc=F/T w l z=108.8×10^3/10/390=27.89 N/mm^2

.. 专业. . .

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腹板抗压强度设计值：f=215 N/mm^2

局部承压强度比

ξ=σc/f=27.89/215=0.1297

5 腹板与上翼缘交接处折算应力强度验算:

按跨中最大弯矩及其对应的剪力和最大轮压计算

计算点局部压应力：σc=27.89 N/mm^2(参见腹板局部承压验算)

计算点正应力计算

计算点到中和轴的距离：y1=H-C ny-T f1=376.7 mm

σ=M vm/I n*y1

=250/1.226e+005×376.7×10^2

=76.79 N/mm^2

计算点剪应力计算

上翼缘对中和轴静矩：S1=(y1+0.5*T f1)*B1*T f1×10^-3=1378 cm^3

τ=V m*S1/I x/T w

=96.64×1378/1.299e+005/10×10^2

=10.25 N/mm^2

σ与σc同号，强度设计值增大系数：β1=1.1

折算应力强度比

ξ=(σ^2+σc^2-σ*σc+3*τ^2)^0.5/(β1*f)

=(76.79^2+27.89^2-76.79×27.89+3×10.25^2)^0.5/(1.1×215)

=0.2944

6 吊车梁整体稳定性验算

双轴对称截面：ηb=0

等截面工字形简支梁βb计算：

受压翼缘无支撑长度：l1=6000mm

受压翼缘宽度：b1=300mm

受压翼缘厚度：t1=t f=12mm

ξ=(l1*t1)/(b1*h)=(6000×12)/(300×750)=0.32

跨中无侧向支承，集中荷载作用在上翼缘

ξ<=2.0，βb=0.73+0.18×0.32=0.7876

φb=βb*(4320/λy^2)*(A*h/W x)*{[1+(λy*t1)^2/(4.4*h)^2]^0.5+ηb}*(235/fy) =0.7876×(4320/98.13^2)×(1.446e+004×750/3.465e+006)×

{[1+(98.13×12)^2/(4.4×750)^2]^0.5+0}×(235/235)

=1.174

φb>0.6：

φb^'=1.07-0.282/φb=1.07-0.282/1.174=0.8298

取φb=φb^'=0.8298

不须验算疲劳强度，取工字形截面塑性发展系数：γy=1.2

整体稳定强度比：

ξ=(M vm/W x/φb+M hm/γy/W y)/f

=(250/3465/0.8298×10^3+6.546/1.2/360.4)×10^3/215

=0.4749

六. 吊车梁变形计算:

.. 专业. . .

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1 竖向挠度计算

竖向挠度限值：[δ]=l/1000=6 mm

δ=M vk*l^2/(EI x)

=117.4×10^6×6000^2/(2.06e+005×1.299e+005×10^4)

=1.58 mm(1/3798)

2 水平挠度计算

依《钢规》附录A.1.2条，无须验算吊车梁及其制动结构的水平变形！

七. 翼缘与腹板的连接焊缝验算

1 上翼缘与腹板连接焊缝验算:

上翼缘与腹板采用焊透的T形对接与角接组合焊缝，强度满足要求

2 下翼缘与腹板连接焊缝验算:

上翼缘与腹板采用部分焊透的T形对接与角接组合焊缝

按梁端最大剪力计算：

下翼缘焊脚计算高度：h e=s d-3=1 mm

融合线处焊缝截面边长接近于坡口深度s，焊缝强度设计值乘以0.9折减

下翼缘焊缝强度

ξ=(V d*S dd/I d)*0.5/h e/(0.9*f w)

=(211×1328/1.299e+005)*0.5/1×10^2/(0.9×160)

=0.7491

八. 吊车梁腹板局部稳定验算:

1 吊车梁腹板加劲肋布置简图(参图Ⅸ)：

吊车梁腹板局部稳定由区格Ⅲ控制

区格Ⅲ腹板仅设置横向加劲肋

2 吊车梁局稳验算力影响线输出：

单位力作用于X处时，X L到X R区间的平均剪力为：

当X<=X L时：V mean=-X/L

当X L

.. 专业. . .

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当X>=X R时：V mean=1-X/L

单位力作用于X处时，X L到X R区间的平均弯矩为：

当X<=X L时：M mean=0.5*X*(2*L-X L-X R)/L

当X L

当X>=X R时：M mean=0.5*(L-X)*(X L+X R)/L

3 吊车梁区格Ⅲ局稳验算力计算(参图Ⅲ)：

区格Ⅲ左端坐标：X L=2340 mm

区格Ⅲ右端坐标：X R=3540 mm

吊车一考虑动力系数后最大轮压标准值：

P=74×1.05=77.7 kN

吊车一下为轻、中级工作制吊车梁，依《钢规》4.3.1取折减系数：ψ^'=0.9

吊车梁区格Ⅲ最大集中力设计值计算：

吊车轮压力仅有P作用于Ⅲ

F=1.4×77.7×0.9=97.9 kN

吊车梁区格Ⅲ平均剪力设计值计算：

V mean=1.4×1.03×{(-77.7×1890/5880)+

77.7×(5880-3540)/5880}×10^-3

=8.575 kN

吊车梁区格Ⅲ平均弯矩设计值计算：

M mean=1.4×1.03×{

77.7×1890×(2×5880-2340-3540)/5880×0.5+

77.7×(5880-3540)×(2340+3540)/5880×0.5}×10^-6

=237 kN·m

4 吊车梁区格Ⅲ局部稳定验算

吊车梁腹板区格Ⅲ的横向加劲肋间距为：a=1200 mm

区格Ⅲ腹板计算高度：h0=H-T f1-T f2=726 mm

区格Ⅲ截面中和轴高度：C yⅢ=375 mm

区格Ⅲ截面对X轴关系矩：I xⅢ=1.299e+005 cm

区格Ⅲ腹板计算高度边缘到中和轴距离：h cⅢ=H-T f1-C yⅢ=363 mm

区格Ⅲ腹板计算高度边缘应力计算：

σ=M mean*h c/I xⅢ=237×363/1.299e+005×10^2=68.39 N/mm^2

.. 专业. . .

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τ=V mean/h0/T w=8.575/726/10×10^3=1.181 N/mm^2

σc=F/L z/T w=97.9/390/10×10^3=25.1 N/mm^2

正应力单独作用下的临界应力计算：

腹板区格Ⅲ受压区高度：h c=H-C y-T f1=363 mm

λb=2*h c/T w/177/C f=2×363/10/177/1=0.4102

λb≤0.85，取σcr=f w=215 N/mm^2

剪应力单独作用下的临界应力计算：

a/h0=1.653>1.0，取

λs=h0/T w/41(5.34+4/(a/h0)^2)^0.5/C f

=726/10/41/(5.34+4/1.653^2))^0.5/1

=0.6788

λs≤0.8，取τcr=f v=125 N/mm^2

局部压应力单独作用下的临界应力计算：

a/h0=1.653>1.5，取

λc=h0/T w/28(18.9-5*a/h0)^0.5/C f

=726/10/28/(18.9-5×1.653)^0.5/1

=0.7951

λc≤0.9，取σc,cr=f w=215 N/mm^2

区格Ⅲ局部稳定性强度比

ξ=(σ/σcr)^2+(τ/τcr)^2+σc/σc,cr=0.218

九. 梁端支座强度验算:

腹板每侧有效宽度：b e=15*C F*T w=150 mm

支座加劲肋平面外计算长度：l0=h0=726 mm

1 梁端平板支座加劲肋验算:

加劲肋材料强度设计值：f r=215 N/mm^2

支座加劲肋截面强度设计值：f f=min(f r, f w)=215 N/mm^2

梁腹板伸出支座加劲肋外宽度：b r=0.5×(90-6)=42 mm

b r

加劲肋截面面积：A f=136×6+192×10=2760 mm^2

加劲肋截面惯性矩：I f=136^3×6/12+192×10^3/12=1.274e+006 mm^4

加劲肋截面回转半径：i f=(I f/A f)^0.5=(1.274e+006/2760)^0.5=21.48 mm

加劲肋平面外长细比：λf=l0/i f=726/21.48=33.8

轴压稳定系数：

b类截面

α1=0.65

α2=0.965

α3=0.3

正则化长细比：λn=(f y/E)^0.5*(λ/π)=(235/2.06e+005)^0.5×(33.8/3.14)=0.363

λn=0.363>0.215

φ=1/(2λn^2){(α2+α3λn+λn^2)-[(α2+α3λn+λn^2)^2-4λn^2]^0.5}

=1/(2×0.363^2)×{(0.965+0.3×0.363+0.363^2)

-[(0.965+0.3×0.363+0.363^2)^2-4×0.363^2]^0.5}

.. 专业. . .

. . . .

=0.922

平面外稳定强度比：ξ=V d/ψ/A f/f f=2.11e+005/0.922/2.76e+003/215=0.386

2 平板加劲肋与腹板连接焊缝验算:

焊缝强度设计值：f wf=160 N/mm^2

焊缝单侧计算长度：l f=726-2×35-2×7=642 mm

焊缝强度比：

ξ=V d/4/0.7/l f/f wf/h ff

=2.11e+005/4/0.7/642/160/7

=0.105

十. 吊车梁上翼缘与柱翼缘连接验算

连接方式：柱侧焊接角钢，连接板与梁柱双侧均采用栓接

连接螺栓选：2Ф20,10.9级，d0=22 mm，1μ=0.45

螺栓间距：80 mm；轴向边距：40 mm；垂向边距：40 mm

1 柱侧角钢验算:

柱侧角钢厚度：T=5 mm

柱侧角钢正应力强度：F b=215 N/mm^2

柱侧角钢长度：l b=300 mm；净长：l0=l b-2*n*d0=212 mm

板件正应力：σ=2*F/(l0*T)=2×5.52/(212×5)×10^3=10.4≤215，满足

2 柱侧连接角焊缝验算:

角焊缝强度设计值：F w=160 N/mm^2

角焊缝焊脚高度：h f=6 mm；有效焊脚高度：h e=0.7*h f=4.2 mm

角焊缝有效长度：l w=l b-2*h f=288 mm

角焊缝应力：σ=2*F/(2*h e*l w)=2×5.52/(2×4.2×288)×10^3=4.57≤160，满足

板件最大厚度为5 mm，允许最小焊脚高度：4 mm≤6，满足

板件最小厚度为5 mm，允许最大焊脚高度：5 mm<6，不满足

3 连接板净截面验算:

连接板厚度：T=8 mm

连接板正应力强度：F b=215 N/mm^2

连接板净长：l0=2×40-2×22(2-1)×80=116 mm

板件正应力：σ=F/(l0*T)=5.52/(116×8)×10^3=5.95≤215，满足

4 连接螺栓群验算:

螺栓抗剪承载力：N v=0.9n fμP=0.9×1×0.45×155=62.8kN

螺栓承担剪力：N=5.52/2=2.76 kN≤62.8，满足

轴向最小容许边距：1.5×22=33 mm≤40，满足

最小板件厚度为5 mm，轴向最大容许边距：min(4×22，8×5)=88 mm≥40，满足垂向最小容许边距：2×22=44 mm＞40，不满足

垂向最大容许边距同轴向：88 mm≥40，满足

最小容许间距：3×22=66 mm≤80，满足

最大容许间距：min(12×22，18×5)=90 mm≥80，满足

.. 专业. . .

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十一. 牛腿根部截面验算

1 牛腿根部力计算：

作用于牛腿根部的剪力：V=259.567 kN

作用于牛腿根部的弯矩：M=259.567×0.3=77.8702 kN·m

2 根部截面参数：

牛腿截面关于强轴对称

截面惯性矩：I x=33843.7 cm^4

形心轴以上截面对形心轴的面积矩：S x=942.285 cm^3

截面最小抵抗矩：W x=1692.18 cm^3

腹板上端到形心轴距离：y1=400-200-16=184 mm

腹板上端抵抗矩：W xw=I x/y=33843.7/184×10=1839.33 cm^3

上翼缘对形心轴的面积矩：S1=250×16×(1840.5×16)×10^-3=768 cm^3

3 抗弯强度验算

截面塑性发展系数γ取为1.05

截面最大正应力：σ=M/(γW x)=77.8702/(1.05×1692.18)×10^3=43.8262 Mpa≤215，满足

4 抗剪强度验算

截面最大剪应力：

τ=V*S x/(I x*T w)=259.567×942.285/(33843.7×10)×10^2=72.2694 Mpa≤125，满足

5 折算强度验算

根部无集中荷载作用，取折算应力的强度设计值增大系数β1=1.1

腹板计算高度边缘正应力：σw=M/(γW xw)=77.8702/(1.05×1839.33)×10^3=40.3201 Mpa

腹板计算高度边缘剪应力：τw=τ*S1/S x=72.2694×768/942.285=58.9025 Mpa

腹板计算高度边缘折算应力：σzs=(σw^2+3τw^2)^0.5=(40.3201^2+

3×58.9025^2)^0.5=109.701 Mpa≤215×1.1=236.5，满足

6 截面宽厚比验算

翼缘宽厚比限值：[b0/t]=15×(235/235)^0.5=15

翼缘自由外伸宽度：b0=(250-10-2×8)/2=112 mm

翼缘宽厚比：b0/t=112/16=7≤15，满足

7 集中力处截面抗剪强度验算

牛腿小头截面高度：H d=200 mm

集中力作用处截面高度：H m=400-(400-200)×300/1000=340 mm

截面惯性矩：I xm=23574.4 cm^4

形心轴以上截面对形心轴的面积矩：S xm=770.761 cm^3

截面最大剪应力：

τ=V*S xm/(I xm*T w)=259.567×770.761/(23574.4×10)×10^2=84.865 Mpa≤125，满足

8 集中力下局部承压强度验算

设置加劲加劲肋，满足！

.. 专业. . .

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十二. 与柱连接截面组合焊缝承载力验算

焊缝群分布和尺寸如下图所示：

角焊缝焊脚高度：h f=10 mm；有效高度：h e=7 mm

1 力分配

对接焊缝面积：A b=80cm^2

角焊缝有效面积：A w=0.7×10×(656-4×10)=43.12 cm^2

对接焊缝承受轴力：N1=A b/(A b+A w)*N=80/(80+43.12)×0=0kN

角焊缝承受轴力：N2=A w/(A b+A w)*N=43.12/(80+43.12)×0=0kN

腹板塑性截面模量：I w=10×(400-2×16)^3/12=4153 cm^4

翼缘塑性截面模量：I f=250×400^3/12-250×(400-2×16)^3/12=2.951e+004 cm^4翼缘弯矩分担系数：ρf=2.951e+004/(4153+2.951e+004)=0.8766

翼缘对接焊缝分担弯矩：M f=0.8766×0=0 kN*m

腹板角焊缝分担弯矩：M w=(1-0.8766)×0=0 kN*m

2 对接焊缝验算

焊缝受力：N=0 kN；M x=77.87 kN·mM y=0kN·m

抗拉强度：F t=215N/mm^2

抗压强度：F c=215N/mm^2

轴力N为零，σN=0 N/mm^2

W x=1475cm^3

σMx=|M x|/W x=77.87/1475 ×1000=52.78N/mm^2

弯矩My为零，σMy=0 N/mm^2

最大拉应力：σt=σN+σMx+σMy=0+52.78+0=52.78N/mm^2≤215，满足

最大压应力：σc=σN-σMx-σMy=0-52.78-0=(-52.78)N/mm^2≥(-215)，满足

3 角焊缝强度验算

焊缝受力：N=0kN；V x=0kN；V y=259.6kN；M x=0kN·m；M y=0kN·m；T=0kN·m 有效面积：A=43.12 cm^2

Vy作用下：σvy=V y/A=259.6/43.12×10=60.2 MPa

角点最大综合应力：σm=|σvy|/βf=49.34 MPa≤160，满足

4 角焊缝构造检查

腹板角焊缝连接板最小厚度：T min=6 mm

腹板构造要求最大焊缝高度：h fmax=1.2*T min=7.2 mm<10，不满足

腹板角焊缝连接板最大厚度：T max=6 mm

构造要求最小腹板焊脚高度：h fmin=1.5*T max^0.5=3.674 mm≤10，满足

.. 专业. . .

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十三. 支座连接螺栓验算:

螺栓抗剪承载力：N v=0.9n fμP=0.9×1×0.45×155=62.78kN

螺栓承担剪力：N=90.16/2=45.08 kN≤62.78，满足

轴向最小容许边距：2×22=44 m m＞40，不满足

最小板件厚度为12 mm，轴向最大容许边距：min(4×22，8×12)=96 mm≥40，满足

垂向最小容许边距：1.5×22=33 mm≤50，满足

垂向最大容许边距同轴向：96 mm≥50，满足

1 螺栓垫板净截面验算:

垫板与牛腿连接角焊缝验算考虑无地震组合

螺栓垫板厚度：T=8 mm

螺栓垫板正应力强度：F b=215 N/mm^2

螺栓垫板净长：l0=90-22=68 mm

板件正应力：σ=F/(l0*T)=90.16/(68×8)×10^3=165.7≤215，满足

2 螺栓垫板角焊缝验算:

螺栓垫板角焊缝验算考虑无地震组合

角焊缝承担剪力：V=max(0，83.16-0)=83.16 kN

角焊缝强度设计值：F w=160 N/mm^2

角焊缝焊脚高度：h f=8 mm；有效焊脚高度：h e=0.7*h f=5.6 mm

角焊缝有效长度：l w=4×90=360 mm

角焊缝应力：σ=F/(h e*l w)=83.16/(5.6×360)×10^3=41.25≤160，满足

连接板件最大厚度：20 mm；允许最小焊脚高度：7 mm≤8，满足

连接板件最小厚度：8 mm；允许最大焊脚高度：7 mm<8，不满足

十四. 柱加劲肋强度验算

1 吊车梁上翼缘处柱加劲肋验算

计算宽度取为板件宽度：b r=80 mm

板件宽厚比：b r/t r=80/8=10≤14.86，满足

扣除切角加劲肋高度：h r=200-2×20=160 mm

板件剪应力：τr=V r/h r/t r=5.524×10^3/(160×8)=4.316 Mpa≤180，满足

角焊缝有效焊脚高度：h e=2×0.7×8=11.2 mm

角焊缝计算长度：l w=h r-2*h f=160-2×8=144 mm

角焊缝剪应力：τw=V r/(2*0.7*h f*l w)=5.524/(2×11.2×144)=3.425 MPa≤200，满足2 牛腿连接处柱加劲肋验算:

计算宽度取为板件宽度：b r=80 mm

板件宽厚比：b r/t r=80/8=10≤14.86，满足

扣除切角加劲肋高度：h r=200-2×20=160 mm

板件剪应力：τr=V r/h r/t r=165.5×10^3/(160×8)=129.3 Mpa≤180，满足

角焊缝有效焊脚高度：h e=2×0.7×8=11.2 mm

.. 专业. . .

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角焊缝计算长度：l w=h r-2*h f=160-2×8=144 mm

角焊缝剪应力：τw=V r/(2*0.7*h f*l w)=165.5/(2×11.2×144)=102.6 MPa≤200，满足十五. 吊车梁纵向连接验算:

1 纵向连接螺栓群验算:

螺栓抗剪承载力：N v=0.9n fμP=0.9×2×0.45×155=125.6kN

螺栓承担剪力：N=10.36/3=3.453 kN≤125.6，满足

轴向最小容许边距：2×22=44 mm≤45，满足

最小板件厚度为8 mm，轴向最大容许边距：min(4×22，8×8)=88 mm≥45，满足竖向最小容许边距：1.5×22=33 mm＞(-20)，不满足

竖向最大容许边距同轴向：88 mm≥(-20)，满足

最小容许间距：3×22=66 mm≤120，满足

最大容许间距：min(8×22，12×8)=96 mm<120，不满足

十六. 车挡截面强度验算:

1 车挡截面局部稳定验算:

翼缘自由外伸宽厚比限值:[B0/T]=15*C f=15×1=15

自由外伸宽厚比:B0/T f=0.5×(200-8)/12=8≤15，满足

腹板宽厚比限值:[H0/T]=80*C f=80×1=80

腹板宽厚比:H0/T w=(450-24)/8=53.25≤80，满足

2 集中力作用截面抗剪强度验算:

截面惯性矩：I1=2.882e+004 cm^4

翼缘对形心轴静矩：S1=525.6 cm^3

截面最大剪应力：

τ=H c*S1/(I1*t w)

=119.9×722.3/(2.882e+004×8)×10^2=37.56 N/mm^2≤125，满足

3 底部截面正应力强度验算:

截面惯性矩：I=2.882e+004 cm^4

截面最小抵抗矩：W=1281 cm^3

翼缘自由外伸宽厚比:B0/T f≤13×1=13，取塑性发展系数γ=1.05

截面最大正应力：

τ=H c*h/(γ*W)=119.9×1350/(1.05×1281)=120.3 N/mm^2≤215，满足

4 底部截面折算应力强度验算:

腹板顶点剪应力同集中力作用截面最大剪应力

腹板顶点到形心轴高度：y1=213 mm

腹板顶点正应力：σ1=H c*h*y1/I=119.9×1350×213/2.882e+004×10^-1=119.6

N/mm^2

.. 专业. . .

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无局部压应力，计算折算应力的强度设计值增大系数取为β=1.1

腹板顶点组合应力：

σ=(σ1^2+3*τ1^2)^0.5=(128.6^2+3×27.33^2)^0.5=128.6 N/mm^2≤215×1.1=236.5，满足

5 集中力作用处车挡加劲肋验算

计算宽度取为板件宽度：b r=80 mm

板件宽厚比：b r/t r=80/8=10≤14.86，满足

扣除切角加劲肋高度：h r=426-2×20=386 mm

板件剪应力：τr=V r/h r/t r=59.94×10^3/(386×8)=19.41 Mpa≤180，满足

角焊缝有效焊脚高度：h e=2×0.7×8=11.2 mm

角焊缝计算长度：l w=h r-2*h f=386-2×8=370 mm

角焊缝剪应力：τw=V r/(2*0.7*h f*l w)=59.94/(2×11.2×370)=14.47 MPa≤200，满足

十七. 车挡截面截面组合焊缝承载力验算

焊缝群分布和尺寸如下图所示：

角焊缝焊脚高度：h f=6 mm；有效高度：h e=4.2 mm

1 力分配

对接焊缝面积：A b=48cm^2

角焊缝有效面积：A w=0.7×6×(772-4×6)=31.42 cm^2

对接焊缝承受轴力：N1=A b/(A b+A w)*N=48/(48+31.42)×0=0kN

角焊缝承受轴力：N2=A w/(A b+A w)*N=31.42/(48+31.42)×0=0kN

腹板塑性截面模量：I w=8×(450-2×12)^3/12=5154 cm^4

翼缘塑性截面模量：I f=200×450^3/12-200×(450-2×12)^3/12=2.303e+004 cm^4翼缘弯矩分担系数：ρf=2.303e+004/(5154+2.303e+004)=0.8171

翼缘对接焊缝分担弯矩：M f=0.8171×161.8=29.6 kN*m

腹板角焊缝分担弯矩：M w=(1-0.8171)×161.8=132.2 kN*m

2 对接焊缝验算

焊缝受力：N=0 kN；M x=0 kN·mM y=132.2kN·m

抗拉强度：F t=215N/mm^2

抗压强度：F c=215N/mm^2

轴力N为零，σN=0 N/mm^2

弯矩Mx为零，σMx=0 N/mm^2

.. 专业. . .

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W y=1023cm^3

σMy=|M y|/W y=132.2/1023×1000=129.2N/mm^2

最大拉应力：σt=σN+σMx+σMy=0+0+129.2=129.2N/mm^2≤215，满足

最大压应力：σc=σN-σMx-σMy=0-0-129.2=(-129.2)N/mm^2≥(-215)，满足

3 角焊缝强度验算

焊缝受力：N=0kN；V x=119.9kN；V y=0kN；M x=0kN·m；M y=29.6kN·m；T=0kN·m 未直接承受动力荷载，取正面角焊缝强度设计值增大系数βf=1.22

有效面积：A=31.42 cm^2

形心到左下角距离：C x=187 mm；C y=10 mm

对形心惯性矩：I x=12.15 cm^4；I y=3662 cm^4

Vx作用下：τvx=V x/A=119.9/31.42×10=38.16 MPa

角点平面综合应力：σ//=|τvx|=38.16 MPa

绕Y轴弯矩下：σMy=M y*C x/I x=29.6×187/3662×10^2=151.2 MPa

角点平面外正应力：σ⊥=|σMy|=|151.2|=151.2 MPa

角点最大综合应力：

σm=[(σ⊥/βf)^2+σ//^2]^0.5=[(151.2/1.22)^2+38.16^2]^0.5=129.6 MPa≤160，满足4 角焊缝构造检查

腹板角焊缝连接板最小厚度：T min=6 mm

腹板构造要求最大焊缝高度：h fmax=1.2*T min=7.2 mm≥6，满足

腹板角焊缝连接板最大厚度：T max=6 mm

构造要求最小腹板焊脚高度：h fmin=1.5*T max^0.5=3.674 mm≤6，满足

.. 专业. . .