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吊车梁计算书
一. 设计资料
吊车情况:2台吊车;
第一台吊车: 编号:1 工作制:中级, 吊钩形式: 软钩;
起重量:Q=5吨 小车重:g=0.56吨
最大轮压:Pmax=42.04千牛 最小轮压:Pmin=15.38千牛
吊车一侧的轮数:n=2 吊车轮子间间距:a1=3m
第二台吊车: 编号:1 工作制:中级, 吊钩形式: 软钩;
起重量:Q=5吨 小车重:g=0.56吨
最大轮压:Pmax=42.04千牛 最小轮压:Pmin=15.38千牛
吊车一侧的轮数:n=2 吊车轮子间间距:a1=3m
吊车轮子间最小间距:amin=1m
钢材类型:Q235B
支座类型:平板式;
吊车梁跨度:L=6m
吊车梁计算长度:Ly=6m
轨道高度:0.14
允许挠度比:1/600=0.001667
二. 设计荷载和内力
考虑轨道重量及吊车梁自重的增大系数:1.05
第一台吊车: 动力系数:1.05
竖向荷载标准值:P=1.05×1.05×42.04=46.349千牛
竖向荷载设计值:P=1.4×46.349=64.889千牛
横向荷载标准值:T=0.12×(50+5.6)/2/2=1.668千牛
横向荷载设计值:T=1.4×1.668=2.335千牛
第二台吊车: 动力系数:1.05
竖向荷载标准值:P=1.05×1.05×42.04=46.349千牛
竖向荷载设计值:P=1.4×46.349=64.889千牛
横向荷载标准值:T=0.12×(50+5.6)/2/2=1.668千牛
横向荷载设计值:T=1.4×1.668=2.335千牛
吊车梁的最大竖向设计弯矩:Mmax=109.049千牛•米
吊车梁的最大竖向设计弯矩处相应的设计剪力:V=59.481千牛
吊车梁端支座处的最大设计剪力:Vmax=140.592千牛
吊车梁的最大水平设计弯矩:Mt=3.924千牛•米
三. 截面特性
吊车梁高度h=40cm
腹板厚度t=0.6cm
上翼缘宽度bf=26cm
上翼缘厚度tf=1cm
下翼缘宽度bf1=20cm
下翼缘厚度tf1=0.8cm
吊车梁面积A=64.92cm2;
吊车梁X轴惯性矩Ix=18260.884cm4;
吊车梁Y轴惯性矩Iy=1998.688cm4;
吊车梁X轴抵抗矩Wx=795.898cm3;
吊车梁Y轴抵抗矩Wy=153.745cm3;
吊车梁X轴转动惯量rx=16.771cm;
吊车梁Y轴转动惯量ry=5.549cm;
吊车梁最大面积矩Smax=727.996cm3;
四. 验算
1 强度验算:
上翼缘正应力σ=109.049×106/1070626.905+3.924×106/112666.667=136.688N/mm2≤215N/mm2,合格。
下翼缘正应力σ=109.049×106/795898.123=137.014N/mm2≤215N/mm2,合格。
支座剪应力τ=140.592×103×727995.794/(182608843.935×6)=93.415N/mm2≤125N/mm2,合格。
局部承压应力σc=1.47×42.04×103/(350×6)=29.428N/mm2≤215N/mm2,合格。
等效应力:
正应力σ=109.049×106×(400-229.437-10)/182608843.935=95.884N/mm2
剪应力τ=59.481×103×583537.397/6×182608843.935=31.679N/mm2
局部承压应力σc=1.47×42.04×103/350×6=29.428N/mm2
等效应力=(95.884×95.884+29.428×29.428-95.884×29.428+3×31.679×31.679)0.5
=101.236N/mm2≤1.1×215=236.5N/mm2,合格。
疲劳强度:
最大弯矩处的翼缘与腹板连接处:
0.5×109.049×106×(229.437-8)/(1.47×182608843.935)=44.978N/mm2≤144N/mm2,合格。
最大弯矩处的加劲肋与腹板连接处:
0.5×109.049×106×(229.437-8-100)/(1.47×182608843.935)=24.666N/mm2≤103N/mm2,合格。
2 翼缘局稳:
127/10=12.7≤15,合格。
3 整体稳定性:
截面不对称影响系数:
M<0,截面下翼缘受压
受拉翼缘板厚度:tf1=1cm
受压翼缘板厚度:tf2=0.8cm
受拉翼缘中心到y轴距离:d1=y1-tf1/2=17.056-1/2=16.556cm
受压翼缘中心到y轴距离:d2=y2-tf2/2=22.944-0.8/2=22.544cm
受拉翼缘对y轴惯性距:I1=b1*tf1*d12=26×1×16.5562=7126.848cm4
受压翼缘对y轴惯性距:I2=b2*tf2*d22=20×0.8×22.5442=8131.528cm4
αb=I2/(I1+I2)=8131.528/(7126.848+8131.528)=0.4671
I2>I1受压翼缘增强
ηb=2*αb-1=2×0.4671-1=-0.06584
等截面工字形简支梁βb计算:
受压翼缘无支撑长度:l1=L=600cm
受压翼缘宽度:b1=26cm
受压翼缘厚度:t1=tf2=0.8cm
ε=(l1*t1)/(b1*h)=(600×0.8)/(26×40)=0.4615
跨中无侧向支承,
集中荷载作用:
ε≤2.0:
βb=0.73+0.18*ε=0.73+0.18×0.4615=0.8131
ψb=βb*(4320/λy2)*(A*h/Wx)*{[1+(λy*t1)2/(4.4*h)2]0.5+ηb}*(235/fy)
=0.8131×(4320/10.8142)×(6492×40/7866433)×
{[1+(10.814×1)2/(4.4×40)2}0.5+-0.06584}×(235/235)
=0.9282
ψb>0.6:
ψb'=1.07-0.282/ψb=1.07-0.282/0.9282=0.7662
取ψb=ψb'=0.7662
整体稳定系数φ=0.7662
整体稳定应力σ=109.049×106/1070626.905×0.7662+3.924×106/112666.667=167.771N/mm2≤215N/mm2,合格。
4 局部承压:
局部承压应力σc=1.47×42.04×103/(350×6)=29.428N/mm2
正应力σ=109.049×106×382/(795898.123×400)=130.848N/mm2
剪应力τ=1.406×106/(400×6)=58.58N/mm2
k1=699.859
k2=684.788
k3=129.412
k4=2004.781
仅使用横向加劲肋
横向加劲肋距离Hd=750mm,长度Hl=90mm,厚度Ht=5
横向加劲肋最大允许距离a1=699.859×382/[382/(58.580.5×6)-684.788]=-1353.659mm
a1小于0,取a1=2*H0,a1=764mm
横向加劲肋最大允许距离a2=129.412×382/(382/(130.8480.5×6)-2004.781)=-38.727mm
a2小于0,取a2=2*H0,a2=764mm
两倍腹板高度2H0=764mm
故横向加劲肋取750mm,合格。
5 平板支座加劲肋设计
平面外稳定
腹板参加受压的宽度: 15*tw*(235/fy)=15×0.6×(235/23.5)=9cm
A=26×0.6+2×9×0.6=26.4cm2
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=(fy/E)0.5*(λ/π)=(215/20600)0.5×(35.77/3.14)=0.368
λn=0.368>0.215
ψ=1/(2λn2){(α2+α3λn+λn2)-[(α2+α3λn+λn2)2-4λn2]0.5}
=1/(2×0.3682)×{(0.965+0.3×0.368+0.3682)
-[(0.965+0.3×0.368+0.3682)2-4×0.3682]0.5}
=0.921
σ=140.59×103/0.921×26.4×102=53.25N/mm2≤215N/mm2,合格。
端部承压应力
Acd=26×0.6=15.6cm2
σ=140.59×103/15.6×102=90.12N/mm2≤320N/mm2,合格。
6 挠度:
δ=109.05×106×6×103×6×103/(1.47×182608843.94×206000×10.0)=7.1mm≤6000/600=10,合格。
7 焊缝验算:
上翼缘与腹板连接处
[(140.59×103)2×430462.62/182608843.942+1.542×(42.04×103)2/3502]0.5/1.4×160=1.7mm<6mm,取6mm
6≤6mm,合格。
下翼缘与腹板连接处
140.59×103×360699.94/(182608843.94×1.4×160)=1.24mm<6mm,取6mm
6≤6mm,合格。
支座加劲肋与腹板的连接处
140.59×103/[(382-10)×1.4×160]=0.844mm<0.7×6mm,取4.2mm
<6mm,取6mm
6≤6mm,合格。 |
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