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简支吊车梁验算计算书
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计算软件:
计算时间:20年08月28日09:04:39
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1基本信息:
验算依据:钢结构设计规范(GB50017-2003)
建筑结构荷载规范(GB50009-2001)
吊车梁跨度:l=9000mm
吊车梁平面外计算长度:l0=9000mm
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:32t195_中级软钩吊车
吊车跨度:19500mm
吊车自重:38t
小车重量:
吊车起重量:32t
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:301kN
最小轮压:
轨道类型:QU120
吊车宽度:6620mm
吊车轮距C:4700mm
3荷载信息:
吊车竖向荷载增大系数:ηv=
吊车荷载分项系数:γc=
当地重力加速度值:g=
附加竖向均布活载标准值:0kN/m
附加水平均布活载标准值:0kN/m
吊车一动力系数:μ1=
吊车一横向水平刹车力系数:β1=
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:
吊车梁示意图
截面型号:H-1200*350(280)*8*14(10)
用户自定义截面
截面材料类型:Q345
截面每米质量:
截面几何参数如下:
截面高度H=1200mm
上翼缘宽度B1=350mm
下翼缘宽度B2=280mm
腹板厚度Tw=8mm:.
上翼缘厚度Tf1=14mm
下翼缘厚度Tf2=10mm
截面力学参数如下:
x轴毛截面惯性矩Ix=
x轴净截面惯性矩Inx=
3
x轴上翼毛截面抵抗矩Wx=
x轴上翼净截面抵抗矩Wnx=
x轴下翼净截面抵抗矩Wnx1=
3
y轴上翼毛截面抵抗矩Wy=
y轴上翼净截面抵抗矩Wny=
上翼缘有效净面积Ane=
净截面中和轴高度Cny=
吊车梁截面为梯形渐变式变腹板高度截面:
截面端部高度hd=900mm
端部x轴毛截面惯性矩Id=
端部x轴毛截面静矩Sd=
端部x轴上翼缘静矩Sdu=
端部x轴下翼缘静矩Sdd=
6吊车梁制动结构信息:
吊车梁采用制动桁架结构
制动桁架宽度:800mm
制动桁架节点间距:1000mm
边弦杆截面选用:C-200*70*20*2
2
边弦杆面积:
边弦杆绕y轴惯性矩:
制动结构绕y轴毛截面惯性矩:Icy=
7吊车梁截面焊缝信息:
吊车梁腹板与上翼缘采用双面角焊缝
上翼缘焊脚高度:hfu=6mm
吊车梁腹板与下翼缘采用双面角焊缝
下翼缘焊脚高度:hfd=6mm
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:断续回焊,断弧:.
横向加劲肋选用:SB6_Q345
横向加劲肋间距:a=700mm
变截面区段横向加劲肋间距:a'=700mm
横向加劲肋宽度:90mm
横向加劲肋端部到下翼缘距离:80mm
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:中间跨全突缘,端跨一边突缘,一边平板
平板支座加劲肋选用:SB10_Q345
平板支座加劲肋宽度:280mm
加劲肋焊缝焊脚高度:7mm
平板支座选用:SB30_Q345
平板支座宽度:50mm
平板支座长度:280mm
突缘支座加劲肋选用:SB18_Q345
突缘支座加劲肋宽度:280mm
伸出下翼缘长度:20mm
与截面腹板焊脚高度:7mm
与截面上翼缘焊脚高度:6mm
与截面下翼缘焊脚高度:6mm
10计算参数:
2
梁截面材料屈服强度:fy=345N/mm
梁截面材料转换系数:CF=(235/345)=
上翼缘截面抗拉强度:ft=310N/mm2
2
下翼缘截面抗拉强度:fb=310N/mm
梁腹板截面抗剪强度:fv=180N/mm2
梁腹板端面承压强度:fce=400N/mm2
2
吊车梁焊缝抗剪强度:fw=200N/mm
验算项数值限值结果
受压(上)
:.
整体稳定强度比设制动结构不需验算满足
竖向挠度计算值(mm)
水平挠度计算值(mm)0不需验算满足
上翼缘焊缝高度(mm)
上翼缘焊缝高度(mm)
下翼缘焊缝高度(mm)
下翼缘焊缝高度(mm)
区格Ⅰ
区格Ⅱ
区格Ⅲ
区格Ⅳ
区格Ⅴ
区格Ⅵ
区格Ⅶ
加劲肋布置方式双侧成对轻/中级满足
横向加劲肋间距(mm)
横向加劲肋间距(mm)
横向加劲肋间距1(mm)
横向加劲肋间距1(mm)
横向加劲肋外伸宽度(mm)
横向加劲肋厚度(mm)
无纵向加劲肋时ho/
平板加劲肋外伸宽度(mm)
横向加劲肋厚度(mm)
平板加劲肋焊脚高度(mm)
平板加劲肋焊脚高度(mm)
突缘加劲肋外伸宽度(mm)
突缘加劲肋厚度(mm)
突缘加劲肋焊脚高度(mm)
突缘加劲肋焊脚高度(mm)
::.
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Vda=0kN
吊车考虑动力系数后最大轮压标准值:
P=×301=
吊车竖向荷载作用下端部剪力:
Vdc=×××(2×9000-1920)/9000=
端部最大剪力计算值:Vd=
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Mva=0kN·m
吊车考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值:
P=×301=
吊车荷载合力:F=×2=
左支座反力:R=×4980/9000=
吊车梁跨中弯矩Mvc计算:
-3
Mvc=××(×4980-×1920)×10=·m
跨中最大弯矩计算值:Mvm=·m
3跨中最大竖向弯矩对应剪力Vm计算(参图Ⅳ):
竖向附加活载作用下端部剪力Vma=0kN
吊车考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值::.
P=×301=
吊车荷载合力:F=×2=
左支座反力:R=×4980/9000=
最大弯矩点左侧剪力计算:
Vml=××(-×1)=
最大弯矩点右侧剪力计算:
Vmr=Vml-××=-
跨中最大弯矩对应的剪力计算值:Vm=
4吊车梁跨中最大水平弯矩Mhm计算(参图Ⅴ):
水平附加活载作用下跨中弯矩Mha=0kN·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=×(32+)/2×g/2=
吊车荷载合力:F=×2=
左支座反力:R=×4980/9000=
吊车梁跨中弯矩Mhc计算:
-3
Mhc=×(×4980-×1920)×10=·m
跨中最大水平弯矩计算值:Mhm=·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Mvka=0kN·m
吊车单轮最大轮压标准值:
P=×301=301kN:.
吊车荷载合力:F=301×2=602kN
左支座反力:R=602×5675/9000=
吊车梁跨中弯矩Mvkc计算:
Mvkc=1××(×5675-301×4700)×10-3=·m
跨中最大弯矩计算值:Mvk=·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Mhka=0kN·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=×(32+)/2×g/2=
吊车荷载合力:F=×2=
左支座反力:R=×5675/9000=
吊车梁跨中弯矩Mhkc计算:
Mhkc=1×(×5675-×4700)×10-3=·m
跨中最大水平弯矩计算值:Mhk=·m
:
1受压(上)翼缘宽厚比验算:
受压翼缘宽厚比限值:[b0/t]=15*(235/fy)=
翼缘自由外伸宽度:b0=171mm
翼缘宽厚比:b0/Tf1=171/14=≤,满足
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=1176mm
腹板高厚比:h0/Tw=1176/8=147≤250,满足
:
1上翼缘受压强度验算:
吊车梁采用制动桁架
水平弯矩在吊车梁上翼缘产生的轴心力
NT=Mhm/C=
上翼缘在桁架节间那的水平局部弯矩由第一台吊车控制
单轮横向刹车力:T1=×(32+)×*=
单轮卡轨力:T2=×301=0kN
第一台吊车为轻、中级工作制吊车
Myl=max(T1,T2)*CW/4=·m
吊车梁须验算疲劳强度或b0/Tf1>,取γx=
吊车梁无须验算疲劳强度,取γy=
ξ=(Mvm/Wnx/γx+Myl/Wny/γy+NT/Ane)/ft:.
=(/1+/+)×103/310
=≤1,满足
2下翼缘受拉强度验算:
ξ=Mvm/Wnx1/fb=×103/=≤1,满足
3端部腹板剪应力强度验算:
τ=Vd*Sdx/(Idx*Tw/)/fv
=×/(×8/)/180×102
=≤1,满足
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:Pmax=301kN
轻、中级工作制吊车梁,依《钢规》:ψ=
F=γc*ψ*μ*Pmax=×1××301=
梁顶到腹板计算高度上边缘距离:hy=Tf1=14mm
轨道高度:hR=170mm
集中荷载沿跨度方向支承长度取为:50mm
集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度:
lz=50+5*hy+2*hR=50+5×14+2×170=460mm
σc=F/Twlz=×103/8/460=
腹板抗压强度设计值:f=310N/mm2
局部承压强度比
ξ=σc/f==≤1,满足
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
2
计算点局部压应力:σc=(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-Cny-Tf1=
σ=Mvm/In*y1
=××102
=
计算点剪应力计算
-33
上翼缘对中和轴静矩:S1=(y1+*Tf1)*B1*Tf1×10=
τ=Vm*S1/Ix/Tw
2
=×/8×10
2
=
σ与σc同号,强度设计值增大系数:β1=:.
折算应力强度比
ξ=(σ+σc-σ*σc+3*τ)/(β1*f)
=(+-×+3×)/(×310)
=≤1,满足
6吊车梁整体稳定性验算
吊车梁设置了制动结构,整体稳定不需验算。
:
1竖向挠度计算
竖向挠度限值:[δ]=l/1000=9mm
按渐变式变截面梁计算吊车梁竖向挠度
δ=Mvk*l2/(EIx)*(1+*(1-Id/Ix))
=×106×90002/(206000××104)
×(1+×(1-×104/×104))
=(1/1043)≤9(1/1000),满足
2水平挠度计算
依《钢规》,无须验算吊车梁及其制动结构的水平变形!
1上翼缘与腹板连接焊缝验算:
按梁端最大剪力和最大轮压计算:
上翼缘焊脚计算高度:he=*hfu=
承受动力荷载,依《钢规》:βf=
上翼缘焊缝强度
ξ=((Vd*Sdu/Id)2+(ψ*F/βf/lz)2)*
=((×)2+(1×)2)*0.
5/
=≤1,满足
2下翼缘与腹板连接焊缝验算:
按梁端最大剪力计算:
下翼缘焊脚计算高度:he=*hfd=
下翼缘焊缝强度
ξ=(Vd*Sdd/Id)*
=(×)*×102/200
=≤1,满足:.
:
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Ⅶ控制
区格Ⅶ腹板仅设置横向加劲肋
2吊车梁局稳验算内力影响线输出:
单位力作用于X处时,XL到XR区间的平均剪力为:
当X<=XL时:Vmean=-X/L
当XL<X<XR时:Vmean=((L-XL-XR)*X-L*XL)/L/(XR-XL)
当X>=XR时:Vmean=1-X/L
单位力作用于X处时,XL到XR区间的平均弯矩为:
当X<=XL时:Mmean=*X*(2*L-XL-XR)/L
当XL<X<XR时:
22
Mmean=*((L-X)*(X-XL)+X*(2*L-X-XR)*(XR-X))/L/(XR-XL)
当X>=XR时:Mmean=*(L-X)*(XL+XR)/L
3吊车梁区格Ⅶ局稳验算内力计算(参图Ⅶ):
区格Ⅶ左端坐标:XL=3786mm
区格Ⅶ右端坐标:XR=4486mm
吊车一考虑动力系数后最大轮压标准值::.
P=301×=
吊车一下为轻、中级工作制吊车梁,依《钢规》:ψ'=
吊车梁区格Ⅶ最大集中力设计值计算:
吊车轮压力仅有P作用于Ⅶ内
F=××=
吊车梁区格Ⅶ平均剪力设计值计算:
Vmean=××{
×[(8972+3786+4486×-8972×3786]/8972/(4486-3786)+
5×(8972-)/8972}×10-3
=
吊车梁区格Ⅶ平均弯矩设计值计算:
Mmean=××{
×[(8972-)×(×-3786×3786)
+×(2×8972--4486)×(4486-)]/8972/(4486-3786)+
×(8972-)×(3786+4486)/8972×}×10-6
=·m
4吊车梁区格Ⅶ局部稳定验算
吊车梁腹板区格Ⅶ的横向加劲肋间距为:a=700mm
区格Ⅶ腹板计算高度:h0=H-Tf1-Tf2=1176mm
区格Ⅶ截面中和轴高度:CyⅦ=
区格Ⅶ截面对X轴关系矩:IxⅦ=
区格Ⅶ腹板计算高度边缘到中和轴距离:hcⅦ=H-Tf1-CyⅦ=
区格Ⅶ腹板计算高度边缘应力计算:
σ=Mmean*hc/IxⅦ=××102=
τ=Vmean/h0/Tw=×103=
σc=F/Lz/Tw=×103=
正应力单独作用下的临界应力计算:
腹板区格Ⅶ受压区高度:hc=H-Cy-Tf1=
λb=2*hc/Tw/177/Cf=2×=
≤λb≤,取σcr=(1-*(λb-))*fw=
剪应力单独作用下的临界应力计算:
a/h0=700/1176=≤,取
λs=h0/Tw/41(4+/(a/h0)2)
=1176/8/41/(4+))
=
≤λs≤,取τcr=(1-*(λs-))*fv=
局部压应力单独作用下的临界应力计算:
a/h0=≤,取:.
λc=h0/Tw/28(+*(-a/h0)3)
=1176/8/28/(+/(-)3))
=
≤λc≤,取σc,cr=(1-*(λc-))*fw=
区格Ⅶ局部稳定性强度比
22
ξ=(σ/σcr)+(τ/τcr)+σc/σc,cr=≤1,满足
:
腹板每侧有效宽度:be=15*CF*Tw=
支座加劲肋平面外计算长度:l0=h0=876mm
1梁端平板支座加劲肋验算:
2
加劲肋材料强度设计值:fr=310N/mm
支座加劲肋截面强度设计值:ff=min(fr,fw)=310N/mm2
梁腹板伸出支座加劲肋外宽度:br=×(50-10)=20mm
br<be,取腹板有效总宽度:bef=+20=
加劲肋截面面积:Af=570×10+×8=
加劲肋截面惯性矩:If=5703×10/12+×83/12=
加劲肋截面回转半径:if=(If/Af)=()=
mm
加劲肋平面外长细比:λf=l0/if=876/=
轴压稳定系数:
b类截面
α1=
α2=
α3=
正则化长细比:λn=(fy/E)*(λ/π)=(235/206000)×()=
λn=≤
22
φ=1-α1λn=1-×=
平面外稳定强度比:ξ=Vd/ψ/Af/ff=/=≤1,满
足
2平板加劲肋与腹板连接焊缝验算:
焊缝强度设计值:fwf=200N/mm2
焊缝单侧计算长度:lf=876-2×45-2×7=772mm
焊缝强度比:
ξ=Vd/4/
=/772/200/7
=≤1,满足
3梁端突缘支座加劲肋整体稳定::.
加劲肋材料强度设计值:fr=295N/mm2
2
支座加劲肋截面强度设计值:fp=min(fr,fw)=295N/mm
加劲肋截面面积:Ap=280×18+×8=
加劲肋截面惯性矩:Ip=2803×18/12+×83/12=
加劲肋截面回转半径:ip=(Ip/Ap)=()=
加劲肋平面外长细比:λp=l0/ip=876/=
轴压稳定系数:
b类截面
α1=
α2=
α3=
正则化长细比:λn=(fy/E)*(λ/π)=(235/206000)×()=
λn=≤
φ=1-α1λn2=1-×=
平面外稳定强度比:
ξ=Vd/ψ/Ap/fp
=/
=≤1,满足
4梁端突缘截面承压验算:
突缘加劲肋承压强度设计值:fcp=400N/mm2
突缘截面承压强度比:ξ=Vd/280/18/400=≤1,满足
5突缘与腹板连接焊缝验算:
2
焊缝强度设计值:fwp=200N/mm
焊缝单侧计算长度:lf=876-2×7=862mm
焊缝强度比:
ξ=Vd*/lf/fwp/hfp
=*/862/200/7
=≤1,满足