1设计资料简支起重机梁,跨度为12m,工作吊车有两台,均为A5级DQQD 型桥式起重机,起重机跨度L=10.5m,横行小车自重g=3.424t。
起重机梁材料采用Q235钢,腹板与翼缘连接焊接采用自动焊,自动梁宽度为1.0m。
最大轮压标准值FK=102kN.起重机侧面轮压简图如下:1.内力计算(1)两台起重机作用下的内力。
竖向轮压在支座A产生的最大剪力,最不利轮位只可能如下图所示:由图可知:243.53KN )3.635.01(12121102KN V K.A=++⨯⨯=即最大剪力标准值243.53KN.V kmax = 竖向轮压产生的最大弯矩轮压如图所示:最大弯矩在C 点处,其值为mm a 800102316501024050102=⨯⨯-⨯=KN 2.631120006400KN 0213R A =⨯⨯=m KN 38.31605.4102KN -4.6KN 2.631M K C ⋅=⨯⨯=计算起重机梁及制动结构强度时应考虑油起重机摆动引起的横向水平力,产生的最大水平弯矩为:()kNngQ M yk 2.3238.63148.9270.14424.312.038.631%12=⨯⨯+⨯=⨯+⨯= (2) 一台起重机作用下的内力最大剪力如图所示:169.6kN )21(7.951/12kN 021V K1=+⨯⨯=最大弯矩如图所示:kN 8.48124.988kN 0212R A =⨯⨯= m kN 0.234m 988.4kN 8.48M kc1⋅=⨯=在C 点处的相应的剪力为:kN 8.48R V A K C1==计算制动结构的水平挠度时应采用由一台起重机横向水平荷载标准值Tk (按标准规范取值)所产生的挠度:()kN kN n g Q T k 2.548.9270.14424.312.0%12=⨯+⨯=+=水平荷载最不利轮位和最大弯矩图相同,产生的最大水平弯矩m kN m kN M yk ⋅=⋅⨯=56.211022.50.4231(3)内力汇总,如下表A1-A5的软钩起重机,动力系数为1.05,起重机荷载分项系数为1.4,恒荷载分项系数为1.2 3. 截面选择钢材为Q235,估计翼缘板厚度超过16mm ,故抗弯强度设计值为2205mm N f =;腹板的厚度也不超过16mm ,故抗弯强度为2125mm N f V =.(1)梁高h 。
需要的截面系数为2326max 1059022059.0109.967mm mm f M W x nx ⨯=⨯⨯==α由一台起重机竖向荷载标准值产生的弯曲应力为22361/3.75/105902102.444mm N mm N W M nx xk k =⨯⨯==σ 由刚度条件确定的梁截面最小高度为mm l v l E h T k10531200012001020653.75][53min =⨯⨯⨯⨯==σ 梁的经济高度mm W h nxs 1022)105902(224.034.0=⨯⨯== 取腹板高度mm h w 1000= (2)腹板高度 由抗剪要求mm mm f h V t v w x w 5.31251000103.3732.12.13max =⨯⨯=≥由经验公式的0.95.3/10005.3/===w w h t 取mm t w10=(3)翼缘板厚度b 和厚度t ,需要的翼缘板截面积约为2231423510001061100010590261mm mm h t h W A w w w nx f =⨯⨯-⨯=-=因起重机钢轨用压板与起重机梁上翼缘连接,故上翼缘在腹板两侧有螺栓孔。
另外本设计时宽度为9m 的中级工作制起重机梁,用设制动梁。
因此也应该有水平拦截的螺栓孔。
设上下翼缘的螺栓孔直径mm d 200=,cm h b 29~17)3151(=-=,取cm b cm b 24,3421==cm b A t f 45.14.223435.424.221=⨯-=⨯-=。
取t=2.0cm=20mm15235235155.82172/1=<==t b (满足局部稳定要求) (4)制动板的设计制动板选用8mm 厚花纹钢板,制动梁外侧翼缘选用32b 槽钢(426.335,29.54cm I cm A y ==) (5)截面几何特性(如图所示)。
起重机梁截面X-X 轴至上下翼缘最外纤维的距离分别为:22162241100234cmA =⨯+⨯+⨯=∑cm y 3.47216)11002(224)502(10012341=++⨯⨯++⨯+⨯⨯=cm y 7.562.471042=-=起重机梁的毛截面惯性矩为:4332323380260)3.472104(1100101121)17.56(2242241213.46234234121cm I x =-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=净截面惯性矩(假设X-X 与毛截面的相同)423623613.47222cm I I x nx =⨯⨯⨯-=起重机梁抗弯净截面系数:3263917.56362361cm W nx == 制动梁净截面积:29.1829.548.0852)2234(cm A n =+⨯+⨯⨯-=制动梁截面重心至起重机梁腹板中心之间的距离:cm x 6.509.1821009.545.558.085=⨯+⨯⨯=制动梁y1-y1轴的毛截面惯性矩:4232231316604)6.505.55(8.085858.0121)6.50100(9.546.3356.50234234121cm I y =-⨯⨯+⨯⨯+-⨯++⨯⨯+⨯⨯=制动梁对起重机梁上翼缘外边缘点的抗弯净截面系数:[]322143626.5017)96.50()6.509(22316604W cm ny =+-++⨯⨯-=4.截面验算 (1)验算强度上翼缘正应力2233633612057.136104362101.45107661109.967mm N mm N mm mm N mm mm N W M M ny Y nx <=⨯⋅⨯+⨯⋅⨯=+Wx切应力2243125mm 0.41mm 245310)20473()10473(203401010380260103.337m m N f N N t I S V v w x x =<=⨯⨯-+-⨯⨯⨯⨯⨯==)(τ腹板2123c 2056.36)205130250(1005.14.1101021m mN f m m N m m m m m m m m N l t Fz w =<=⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==ψσ33176613.473623613.47cm cm I W nx nx ===(2)整体稳定验算:因有制动梁,不需验算起重机梁的整体稳定性。
(3) 刚度验算 起重机梁的竖向相对挠度3444236110][][108.610380260102061012000102.44410--=<⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⋅⨯==l v m m m m N m m m m N EI l M l v T x xk制动梁的水平挠度:22001107.3103166041020610120001056.2110543611<⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∙=-y yk EI l M l u 由于跨度不大,梁截面沿长度不予改变。
5.翼缘与腹板的连接焊缝(1)腹板与上翼缘的连接采用焊透的T 形对接焊缝,焊缝质量不低于二级。
不必计算。
(2)腹板与下翼缘的连接采用角焊缝,需要的焊脚尺寸为mmmm mmmm mm N mm N I v f h xx w f f 2.11038026055720240103.3731604.11S 4.1144321=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=≥采用mm mm t mm 7.6205.15.18h f ==≥=6.腹板加劲肋设计因受压翼缘连有制动板,可以认为扭转收到完全约束。
因1702352351701001010000=≤==w t h ,只需设置横向加劲肋。
设间距a=1200mm ,全跨有10个板段。
(1)靠近跨中的板段,在最大弯矩附近的应力()()KN V c 8.931022.16305.02.105.11022.1634.105.1=-⨯⨯⨯+-⨯=23038.9101000108.93V mm N mmmm N t h w c =⨯⨯==τ23360max 5.12110401000107661109.967M mm N mmmm mm mm N h h W nx =⨯⨯⋅⨯==σ23c 6.36)205130250(1005.14.110102t F mm N mm mm mm mm N l z w =⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯==σ各自的临界应力由85.056.02352351770b <==wt h λ 21cr 205mmN f ==σ由2.18.089.0235235)(434.541200但小于>=+=a h t h ws λ ()[]21188.059.01mmN f V s cr =--=λτ2.19.089.0235235)83.1(4.139.1028300但小于>=-+=h a t h w c λ()[]21.N 1979.079.01mmf c cr c =--=λσ0.154.011838.91976.362055.12122.<=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛cr cr c cr ττσσσσ 通过。
(2)靠近支座的端部板段,可假定,V V 0max ==,σ则233.3710mm 1000N 103.373mm N mm=⨯⨯=τ c σ不变,验算稳定0.129.01183.371976.3322.<=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛cr cr c cr ττσσσσ 通过。
(3)中间横向加劲肋截面(腹板两侧成对配置)。
外审宽度 mm mm mm mm h b s 3.734030100040300=+=+≥ 取90mm 厚度 mm mm b t s s 690151151=⨯== 选用截面——690⨯。
(4)支座加劲肋。
支座处设突缘加劲肋,其截面选用mm mm 20300⨯-。
伸出翼缘15mm<2t=20mm稳定性验算:验算在腹板平面外的稳定。
275115230cm A =⨯+⨯=434500302121cm I z =⨯⨯= cm A I i z x 75.7754500=== 9.1275.71000===cmcm i h x λ 由9.12235235=λ,查钢结构设计手册,得987.0=ϕ(b 类轴心受压截面,不考虑扭转效应)。