桥式起重机主梁强度、刚度计算

桥式起重机箱形主梁强度计算一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算（双梁小车型）1、受力分析作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷Pg、Pq和Ph三种基本载荷和偶然载荷Ps，因此为载荷组合H。其主梁上将作用有Pg、Pq、Ph载荷。主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。2、主梁断面几何特性计算上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。图2-4注：此箱形截面垂直形心轴为y-y形心线，为对称形心线。因上下翼缘板厚不等，应以X’一X为参考形心线，利用平行轴原理求水平形心线X—x位置yc。①断面形状如图2-4所示，尺寸如图所示的H、hi、h2、B、b、bo等。②FFi2F2F3[FiBh1,F2bh0,F3Bh2]③qFr(kg/m)匚yR(H12F2(—h。h2)F-h2■3.—④ycFiyi222(cmFFi2F2F3⑤JxBh132F1y12b(Hh1h2)322F2y3Bh23121212⑥JyAB3h2B22处2F20b)2(cm4)F3y^(cm4)⑦WxJx/yc和Jx/Hyc(cm3)⑧Wy(cm3)P2')〔J:qA1MJvIMJJJ.B图2-5RBS2bRAS2b3、许用应力为［］和［］载荷组合安全系拉伸、压缩、剪切端面挤压类别数弯曲许用应力许用应力许用应力组合I（I类载荷）ni1.48[]'1；8[]I屮J3[cd]1.5[]i组合H（H类载荷）nii1.34[]"1.3；[]n4"[cd]1.5[]II组合皿（皿类载荷）nm1.16[hI1；6[][]川[]m刀[cd]1.5[]III4、受力简图R与P2为起重小车作用在一根主梁上的两个车轮轮压，由Pq和小车自重分配到各车轮的作用力为轮压。如PP2P时，可认为P等于Pq和小车自重之和的四分之一主梁跨中集中载荷（轮压Pi和P2）产生最大垂直弯矩MpMp2(PlP2)S(N•m)4MpPSb2P2(N•m)MpPSb2P2(N•m)RMP2时简算PiP2P时PiMP2时，可近似取P注： 建议 关于小区增设电动车充电建议给教师的建议PDF智慧城市建议书pdf给教师的36条建议下载税则修订调整建议表下载 当RMP2时’采用P宁计算为佳跨中均布载荷（自重Pg）产生最大垂直弯矩Mq1PgSiqS2Mq—8—（N•m）主梁跨中垂直最大弯矩M垂M垂MpMq主梁跨中水平惯性载荷产生弯矩M水Sq惯/yJ■JJI丿丿』111「「111「！1!丿图2-62TOC\o"1-5"\h\zP惯SSq惯S2S(N•m)—(1)惯(3)42r24r式中:rS叮2B2iy2yiy主梁端截面的Jy(cm4)J2y端梁截面的Jy(cm4)1乙P惯5PT1P(小车自重Pq)Z1——起重机大车驱动轮数Z——总轮数q惯5qZ5Z主梁跨中截面弯曲强度计算M垂M水[]s4wxwy[]"1.34主梁跨端剪切强度计算1I｛「.im.rnj«S.P1P2Ib图2-7跨端最大剪力QmaxQmaxP卩2(1g)qS2跨端最大剪应力QmaxSo[][]||FJT[]|1；3So――主梁跨端截面的静面矩（中性轴以上面积对中性轴的静面矩,各面积乘以形心至中性轴距离；cm3）腹板厚（cm）几一一截面的水平惯性矩（cm4）二、通用桥式起重机箱形主梁刚度计算1.垂直静刚度f垂(RP2)s348EJx[f](PP2)l(0.75S2I2)12EJ[f]-简算精算P1Pb-\121"xl为小车轮压至主梁支承处距离，见下图所示图2-8当PlP2P时垂PgS2l2)[f]6EJx注：①R、P2不乘以系数。②均布载荷（自重Pg）产生的垂直静刚度不予以计算，因无法检测。2.水平静刚度f水参看图2-6。空(13S)48EJyr4q惯S4SS—(5)[f]水384EJyr2000f水不检测，只作为设计计算用。三、通用桥式起重机箱形主梁稳定性计算整体稳定性一般不作计算，因为是简支梁，不可能发生失稳造成前倾与侧翻，通常情况下只要计算出主梁水平刚度f水［f］水旦时即可免算。2000以箱形受弯构件局部稳定性为例，作为简支梁箱形截面主梁，弯曲时只有腹板受压区和受压翼缘板处才有局部失稳的可能。保证不失稳的 办法 鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载企业年金办法下载企业年金办法下载 是设置加劲肋。1.腹板的局部稳定性计算分两种情况处理：一种是正轨（包括半偏轨）箱形梁，局部压应力m0；另一种是偏轨箱形梁，局部压应力m0（轮压作用在腹板上）。耳花0图2^9（1）横向加劲肋间距a的确定①当电80235时，ho――腹板高，h――腹板厚，s――材料屈服hs极限。0时，可不设置加劲肋m0时，按结构适当增设加劲肋。当80235也100235时，应设置横向加劲肋，此时取a2.5hVshVsII当100235匹170235时，应设置横向加劲肋。号sh-s当m0时：a）当皿厂1200时，取a2h。hb）当1200皿厂1500时，取a-一500hh亠厂1000hC）当皿J1500时，取ah100Qh。上式中可查下表2-4CT-图2-10上式中(Qmaxoho最大剪力，对简支梁Qmax^Ra，Ra为支反力）表2-42hoi100h01001401802002202402ho260280300320340360380i100h2h。4004204404604805005201100h2h05405605806006206401100h表2-4中i为腹板与受压翼缘板接触处的弯曲应力如图2-10所示。当m0时:h\ihK4注：K3和K4查表2-5表2-5m/1K3K4m/1K3K4<212362402109642229241710446422194291001107207644196515219334509311891808450900219171045087024816134508402671540450810289146745078031013944507503311324450720352125445069037111994506603871147450630上表中m――局部压应力mP――轮压翼缘板厚ca2hya50mmhy为轨道高度。④当170235也240235时，'：：sh2s此时除应设置横向加劲肋，同时应增设一条纵向加劲肋。当m0时，11hi（：~：）ho54h2hohi当匹100时，a2.5h2h—厂亠—图2-11当h2..1200时，a2h2h1200h2.1500时，ah500h2h?—2•1000h1500时，a100仇®.500当m0时，hi11（5〜4）h°,aK1h2h上述当计算出的a值大于2h。或出现负值时取a2h?即可。上式中的心和K2如表2-6所示m/KiK2m/K1K2<712700569520709697560511706691541493700685529475694676517457685666505439676654494426667642487414658630480402649618471390640606462378630593453368618580444359606566435350596554426341587542417332578530408323表2-6⑤当240(235匹3201235时，此时应加横向加劲肋，同时增设二道shs纵向加劲肋。kr'Ju图2-12hi（0.15~0.2）h。h2（0.175~0.2）h0a按④部分m0和m0时a公式计算确定。址320,235时h\s应加横向加劲肋和同时增设多道纵向加劲肋，这种情况为高腹板、大起重量、超大跨起重机时才这样处理，详细计算请见起重机设计手册564页相应部分，一般不会出现这种情况。腹板加劲肋的结构要求和截面设计a）加劲肋间距的构造要求只有横向加劲肋时，a（0.5〜2）h°，且不大于2m。同时设置横向和纵向加劲肋时，a0.5h°~2h2，且不大于2m，需要加横向短加劲肋ai时，ai0.75hi，hi和h?均为hih?（丄〜丄）帕，一般情况是加54一个横向加劲肋再加一个短横向加劲肋。b）加劲肋的截面形式横向加劲肋米用钢板，纵向加劲肋米用扁钢，角钢等。c）加劲肋截面尺寸与惯性矩仅设横向加劲肋时，如图2-13所示b图2-13横向加劲肋宽度b304。（工字形主梁）b1.2（%40）（箱形主梁）30横向加劲肋厚度-15同时设有横向、纵向加劲肋时横向加劲肋除应满足间距a要求时，还应满足应具有一定惯性矩Izi要求Izi3ho1Z1横向加劲肋截面对腹板厚中心线的惯性矩。纵向加劲肋惯性矩Iz2当盒0.85时，Iz2価。「2十。.85时,aa3Iz2(2.50.45)2hhoho=0Iz2Fx2F——角钢截面积x――角钢垂直形心线至腹板中心线距离2.受压翼缘板局部稳定性计算(1)-15235――工字梁一一不加纵向加劲肋(2)—4o/235箱形梁不加纵向加劲肋\S⑶当b15235和bo40.235时，应加纵向加劲肋IS\S纵向加劲肋应保证有一定的惯性矩要求。2Z3(0.640.09旦)」3b1b1mZ3――纵向加劲肋惯性矩，为纵向加劲肋面积乘以水平形心线至翼缘板水平中心线距离的平方。m——纵向加劲肋个数bi翼缘板总宽横向加劲肋间距翼缘板厚度（4）纵向加劲肋材料多采用扁钢、角钢和T字钢等。四、通用桥式起重机端梁的设计计算通用桥式起重机端梁都是采用钢板组焊成箱形端梁，并在水平面内与主梁刚性连接。端梁承受有二种主要载荷：一是承受主梁的最大支承压力Vmax；二是承受桥架偏斜侧向载荷Ps。Vmax1Pg-（Pg小Pq），此时为起重小车行至主梁22跨端，式中Pg为一根主梁自重，FG小为起重小车自重，Pq为起重量。上述载荷将使端梁产生垂直弯矩和剪力，并认为两主梁的压力相同。小车水平制动载荷和端梁的自重影响很小，可忽略不计，端梁的受力图如图2-16所示。BoIIIIIIIPsPs图2-16图2-16中B为轮距（基距），Bo为两主梁中心距，C为车轮中心至主梁中心的距离。端梁计算将按图2-16中的危险截面I-I汕-H，皿-皿分别计算，1-I截面为端梁最大弯矩截面，H-H为支承截面，皿-皿为薄弱截面。I-I截面弯曲应力与剪应力：MVVmaxCMhPsC剪力QvVmaxI-I截面应力MVMh~wy剪应力一般不大，可忽略不计。H-H截面弯曲应力与剪应力：H-H截面水平弯矩和垂直弯矩近似为零。H-H截面仅计算剪应力。剪力QvVmaxQvSo2Jx式中Qv——剪力So——H-H截面的静矩Jx——H-H截面的水平惯性矩――H-H截面的腹板厚度皿-皿截面的水平弯矩和剪力均不大，可忽略不计算，主要验算连接螺栓的强度，详见《起重机设计手册》612页（三）接头计算五、电动单梁起重机主梁强度计算1.主梁跨中整体强度计算：P图2172PQSp式中：P2PQPqPG小GPg小——葫芦及小车自重，G——起重量Mq1qS28M垂MPMqM水P惯S2q惯S48M垂M水y4WxWy整体弯曲应力，其参数同双梁起重机。2.工字钢下翼缘局部弯曲应力计算如图2-18中的工字钢下翼缘局部弯曲危险点为1,3和5点中一点1点对应图2-19中Ki和K2曲线，3点对应图2-19中的K3和K4曲线，5点对应图2-19中的k5曲线,2心和K3为xx方向，K2，K4，K5为y方向。图2-18图2-19图2-18中，e0.164R（普形工字钢,30特也为普形工字钢）,c4mm,图2-19中,-bd2丄，查a值即得到相应KiK5值。1点的局部弯曲应力：Kf1x12t0式中：P轮压t0丄a处翼缘平均厚度。2K£1y2t2t0y方向局部弯曲应力与整体弯曲应力同向,1x为x方向局部弯曲应力。3点的局部弯曲应力:3xK33yK45点的局部弯曲应力:5yK5工字钢下翼缘合成弯曲应力计算:按第四强度理论公式计算:21xiyy1x1yy3点处合成应力3/223■3x3yy3x3yy5点处合成应力555yy取1,3和5中最大值为工字钢下翼缘最大合成应力4、H钢和箱形梁翼缘局部弯曲应力计算psJI1IIiiLt■B・对于图220H型钢，0.5bsi对于图221箱形梁，厂图2-22i可近似取车轮踏面宽度I的1〜1。即轮23(1)缘局部应力计算(只计算轮压作用点处局部弯曲应力压作用点下翼缘下表面处的局部弯曲应力)横向局部弯曲应力0xCxPt7纵向局部弯曲应力oyCyPtF式中：——系数，1.2(2)合成应力..Ox20yy0x0yy六、电动单梁起重机主梁刚度计算垂直静刚度计算f垂f垂旦f48EJx式中：P——葫芦及小车自重与起升载荷Pq之和E弹性模量，E2.1106kg/cm2水平静刚度f水S20005q惯S48EJy384EJy3.稳定性计算略。