【doc】大跨度、重型吊车梁设计例说

【doc】大跨度、重型吊车梁设计例说 大跨度、重型吊车梁设计例说 大跨度重型吊车梁设计例说 王洪星 (北京兴电国际工程管理公司,北京100048) 摘要:结合工程实例介绍大跨度,重型吊车梁的设计,阐述了设计中应注意的要点 和细节问题. 关键词:工业厂房;重型吊车梁;设计 1工程概况 某公司重型装配车间,根据工 艺 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ,采用双层吊车,吊车梁跨度 端跨达~Ul7m,其余为12m,下层吊车 考虑2台300t共同作用,上层吊车考 虑1台550t吊车和1台250t吊车共同 作用,为中级工作制. 2设计. 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及钢结构的 选用 如此重型的厂房结构在国内 不多见,也没有成熟的经验,为了稳 妥起见,根据多年设计的积累,决 定对吊车梁采用实腹式焊接工字 形吊车梁.同时对吊车梁高度进行 限制,要求跨度与高度之比大于4, 以避免吊车梁变成深梁,使结构模 型发生变化. 对于翼缘板,我们不希望选择 太厚,因为随着厚度的增加,其与 腹板焊接时容易出现撕裂现象,质 量也不易保证,因此,翼缘板厚度 以不超过32ram为宜,腹板与翼缘板 均采用焊接性能好的16MnR,其机 械,化学性能应符合《压力容器和 低合金钢厚钢板》的规定. 根据业主要求,本来厂房内吊 50《建筑》2009年第"期 车跨度为18m,考虑i台550t吊车与 l台300t吊车共同作用,基于上述思 考及计算,本着安全经济合理的原 则,我们经过仔细计算后,在满足 厂房使用功能要求的前提下,建议 将吊车梁跨度减小1m即跨度为17m, 同时300t吊车改为250t吊车.业主 采纳了上述意见. 3吊车梁的设计 (1)吊车梁断面的设计 根据工艺要求及吊车资料经初 步计算,将梁高定在3800mm左右, 翼缘板厚度取32mm,宽度825mm; 腹板厚度取25mm.考虑到收压翼 缘板自由外伸长度较长,即(825/2— 12.5)/32=12.5>12.4,而所用材料 16MnR虽然焊接性能好而强度较 16Mn有所降低,受压翼缘自由外伸 长度限制更加严格,在吊车梁高度, 翼缘板厚度不变的情况下,为防止 受压翼缘的局部失稳破坏,决定对 受压翼缘进行加强,即在上翼缘端 部焊接一块钢板. 计算吊车梁上翼缘受压强度 时,所焊接钢板不仅起到加强翼缘 板的作用,同时能增加截面抵抗矩, 也就是说能承受一定的弯矩,因此 加强钢板不宜太薄. 虽然加强钢板能够增加抵抗 矩,我们在设计时并没有考虑其有 利影响,而是作为一种安全储备, 因为对于这样一种断面形式,经计 算截面抵抗矩增加不多,为了简化计 算,我们就没有考虑其作用.当然正 是考虑到加强钢板起着不容忽视的 作用,我们取其为200mmX2Omm,长 度沿吊车梁全长.为了保证该钢板 的稳定,每隔一定长度将其与横向 加劲肋连接. 经过上述处理,该吊车梁能 满足强度要求,大吨位,长跨度的 大型吊车梁以实腹式工字型的方 式实现. (2)吊车梁支座处设计 由于吊车吨位非常大,吊车梁 支座处的反力亦即其所受的剪力 非常大,梁相对较高,其抗剪性能 相对容易满足,但对于支座加劲肋 来说就不那么简单,由于下面所述 的原因,决定选用平板式支座加劲 肋,其两端应刨平,并与上,下翼缘 板顶紧以传递梁的支座反力. 支座加劲肋要满足其端部的 建造技术 断面承压及在吊车梁高度范围内腹 板平面外的稳定性计算.支座加劲 板厚度取不大于32ram,宽度不希望 超出吊车梁断面范围,对于突缘式 支座仅考虑其一侧腹板计算受压 稳定,由于支座反力太大,决定选 用平板式支座,使计算面积加大, 在一定范围内,支座加劲肋越靠近 梁跨中方向就越为有利,但是相对 于柱子框架平面外偏心就越大,而 越不利.因此,将支座加劲肋取厚 度32mm,在满足强度,稳定性要求 的情况下,尽量减小柱子的框架平 面外的偏心. (3)腹板的稳定及挠度 计算 本次设计,吊车梁承受着巨大 的荷载,腹板选用较厚的钢板,厚 度为25mm,但是由于梁较为庞大, 经计算如此厚的腹板自身平面外稳 定性不能满足要求,还是需要横向 及纵向加劲肋来保证. 加劲肋本身也有稳定性的要 求,对其宽度从构造上加以限制.由 于吊车梁下翼缘受拉,其受焊接残 余应力的影响更加明显,所以禁止 横向加劲肋与下翼缘焊接连接,应 保持一定距离(距离50~lOOmm). 横向加劲肋与腹板的连接焊缝,在 施焊时禁止在加紧肋下端起落弧, 焊缝应采用连续的围焊或回焊,以 免在端部有起弧,灭弧而损伤母 材.由于梁高度较高,在挠度计算 上不存在问题. (4)连接焊缝的计算及 注意事项 当构件材质满足工艺要求的 情况下,对于焊缝的连接计算也不 能掉以轻心,他计算起来并不深奥 但是十分繁琐,应十分仔细,每一 个焊缝都很重要,正是因为焊缝, 一 块块钢板才能拼成一个独立的 钢吊车梁. 本吊车梁跨度,高度较大以及 断面的复杂性不可避免的使其各 种焊缝增多,有连接焊缝还有拼接 焊缝等.施焊时为了不伤及母材, 避免应力集中,要求翼缘板和腹板 的拼接采用加引弧板的对接焊缝, 引弧板割去处打磨平整,引弧板必 须与母材的材质,厚度相同,剖口 形式与母材相同.翼缘板与腹板的 工厂拼接接头尽量避开,接头位置 宜设置在距支座约为1/4~1/3梁跨 度的范围内. (5)制动结构,辅助桁架 及支撑 考虑到吊车吨位很大,吊车横 向水平荷载也很大,本吊车制动系 统采用制动板,辅助桁架,垂直支 撑及下翼缘水平支撑连成的一个箱 形整体结构. 制动板与吊车梁上翼缘及辅助 桁架上部弦杆连成一体,共同承受 吊车7.K-~荷载,因此要求它们之间 连接牢固,为避免吊车梁上翼缘过 多焊缝,制动板与其以高强螺栓连 接.制动结构除承受吊车水平力外, 还起以下作用:保证吊车梁的侧向 稳定性,增加吊车梁的侧向刚度及 作为操作平台及人行走道. 吊车梁制动系统均作相应强 度,稳定性,挠度及各连接计算. (6)高低不同的吊车梁 连接设计 本设计除厂房端部为l7m跨外, 其余跨度为12m,对12m跨度吊车梁 设计高度为2500mm足够,这样就存 在相邻两跨吊车梁存在高差,对于 两个吊车梁之间如何连接,有如下 几种方案可选择:为使柱子支座处 理方便,吊车梁支座处柱取同一标 高.?在12m跨吊车梁支座处用附加 焊接构件垫起;?可将17m跨吊车梁 端部做成变截面,端部与12m跨吊车 梁高度一致;?利用17m跨吊车梁下 端部伸出作为12m跨吊车梁的支座. 对于上述第?种做法,由于支座剪 力太大,支座处钢板及焊缝计算下 来很难满足,而且由于吊车梁在跨 中要向下1300ram左右,有可能影响 下层吊车的运行,因此不建议使用 此方式.对于第?种做法,虽然减 小了柱平面外的偏心,但是对吊车 梁制作及运输增加难度,吊车梁的 质量也很难保证,因此我们选用第 ?种做法,这样做制作较为简单, 传力明确.为尽量减小对柱子平面 外的偏心,附加焊接构件的受力劲 板与12m跨吊车梁支座加劲肋上下 对齐,12m跨吊车梁上的力直接传 到柱子上. 总之在设计过程中,每个细 节,每一步骤均应认真对待. 4结语 总而言之,吊车梁设计原理比 较简单,就是承受动力荷载的简支 梁,桁架等,但是计算比较繁琐, 我们设计时一定要非常细致,考虑 到不同的荷载组合对每一个焊缝, 每一节点都要进行细致计算,这样 才能保证设计的安全性,同时对于 每个工程使用功能不同,在一些节 点(比如前面所说的支座)的处理 上也非常需要我们多思考,使我们 的设计更加合理,经济.圃 CONSTRUCTIONANDARCHITECTURE51