吊车梁截面的设计
摘要：本文根据吊车的载荷情况，对吊车梁的截面进行了深入的分析。
通过对吊车梁截面进行验算，进行合理地设计，保证了吊车梁结构的安全和可靠，同时又节省了用钢量。
关键词：动力作用，制动结构，截面验算
abstract: according to the load carried by the crane，the cross section of the crane beam is deeply analysised in tis article. the safty and reliability of the structure of the crane beam will be ensured by the checking computations and rational design on the cross section of the crane beam, which will reduce the quantity of the steel needed at the same time. keywords:dynamical effect; brake structure; section checking computations
中图分类号：s611文献标识码： a 文章编号：
1 引言
吊车梁是吊车的路基，吊车梁上有吊车轨道，吊车就通过轨道在吊车梁上来回行驶。
在吊车梁的设计中，主要是吊车梁截面的设计。
吊车梁承受吊车的动力作用，合理设计的吊车梁有利于吊车的稳定运行。
本文主要从以下几个方面对吊车梁截面的设计进行详细的描述。
2 吊车梁的载荷
吊车梁直接承受吊车载荷，计算其强度及稳定时，应考虑吊车载
荷的动力作用。
吊车会产生三个方向的载荷：垂直载荷p、横向水平载荷t和纵向水平载荷tc.。
其中纵向水平载荷，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。
吊车载荷作用如图1：
（1）吊车的垂直载荷（最大轮压）图1
作用在吊车梁上的最大轮压设计值：
（1-1）
pk，max——吊车最大轮压标准值，查吊车手册；
——动力系数，对悬挂吊车及轻、中级工作制吊车取1.05，对硬钩吊车及重级工作制吊车的软钩吊车取1.10。
（2）吊车的横向水平载荷
依《建筑结构荷载规范》(gb 50009)的规定，作用于每个轮压处的水平力设计值：
（1-2）
q —吊车额定起重量
q’--小车重量
n --桥式吊车的总轮数
g —重力加速度
k——动摩擦系数
吊车工作级别为a6 ～ a8时，吊车运行时摆动引起的水平力比刹车更为不利,钢结构设计规范(gb50017)规定：吊车横向水平力标
(1-3)
α1——软钩吊车取0.1，抓斗或磁盘吊车取0.15，硬钩吊车取0.2
3 吊车梁的截面组成
根据不同的使用条件，吊车梁的截面主要有以下三种形式，如图2、3、4
(1) 单轴对称工字形截面主要适用于：q≤ 30t，l≤ 6m，a1 ～a5级；
(2) 带制动梁或制动桁架的吊车梁，制动结构直接与柱相连把横向力传给柱，主要适用于：l≥12m(a6～a8)，l≥18m(a1～a5)。
图2图3 图4
4 吊车梁的截面验算
（1）强度验算
对无制动结构的吊车梁，应首先验算梁受压区的正应力（图5）：(1-4)
当吊车梁为上翼缘加强的单轴对称截面时，尚需验算受拉翼缘的正应力，验算公式仍可采用上式，但不考虑第二项。
当采用制动梁时，应验算最不利a点的正应力（图6）：
(1-5)
当采用制动桁架时，仍应验算最不利a点的正应力（图7）：
式中mxmax、mymax——分别为垂直载荷及横向水平荷载产生的弯矩设计值；
wnx——吊车梁截面对x轴的净截面抵抗距；
wny——吊车梁上翼缘截面对y轴的净截面抵抗距；
wny1——制动梁截面对y1轴的净截面抵抗距；
an——吊车梁上翼缘及15tw腹板的净截面面积之和，
my——吊车梁上翼缘作为制动桁架的弦杆，由横向水平荷载对弦杆所产生的局部弯矩，一般近似取my，=（1/3~1/5）t*d;
n1——轴力，n1=mymax/b1 ；
b1——制动桁架高度；
图5图6图7
（2）整体稳定性验算
设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证，不需验算。
无制动结构的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。
(1-7)
——梁的整体稳定系数；
wy——上翼缘截面对y轴的毛截面地抗矩。
（3）刚度验算
按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算，且不乘动力系数
竖向挠度：(1-8)
水平挠度： (1-9)
mkx—竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩,
mky—跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载
标准值作用下所产生的最大弯矩，
iy1——制动结构截面对形心轴y1的毛截面惯性矩。
对制动桁架应考虑腹杆变形的影响，iyl乘以0.7的折减系数。
5 结论
吊车梁除了截面设计外，还应考虑疲劳的问题。
吊车梁直接承受连续的反复荷载作用，应力集中是造成疲劳破坏的主要原因，因而应特别注意设计好吊车梁的细部结构，对于重级工作制吊车梁及某些使用较频繁的中级工作制桁架式吊车梁还需进行疲劳强度验算。
参考文献
[1]叶见曙. 结构设计原理，人民交通出版社，1996.4
[2] 中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范（gb50009），中国计划出版社，2006
[3] 中华人民共和国建设部.钢结构设计规范（gb50017），中国计划出版社，2003.12
[4] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册，中国建筑工业出版社，2004.1。