桥式起重机主梁强度刚度计算Word下载.docx

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[cd]1.5[]II

组合皿

（皿类载荷）

nm1.16

[hI1；

6

[][]川

[]m血

[cd]1.5[]III

4、受力简图

PiP2

+

C

is2

LJ

1'

^7"

L一」

图2-5

Pi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PiP2P时，可认为P等于Pq和小车

自重之和的四分之一

5.主梁跨中集中载荷（轮压Pi和P2）产生最大垂直弯矩Mp

Mp2（PP2）S（N•m）rmP2时简算

4

Sbz

Mp2P2（N•m）PiP2P时

Mp2P-2-（N•m）Pi工P2时，可近似取P

建议当Pi工P2时，采用P―计算为佳。

6.跨中均布载荷（自重Pg）产生最大垂直弯矩Mq

iPGSiqS2

Mq丁晋（N•m）

7.主梁跨中垂直最大弯矩M垂

M垂MpMq

8.主梁跨中水平惯性载荷产生弯矩M水

1

Pl

、

q惯

1』JJ11

丿丿J1W

7

\

R贯

/

-

[[丿J11

1丿J11丿

1\

S/2

S

>

图2-6

式中：

rS8c32l3土

2B2J2y

Jiy主梁端截面的Jy（cm4）

J2y端梁截面的Jy（cm4）

1p

P（小车自重Pq）

乙——起重机大车驱动轮数

Z——总轮数

1乙q惯qi

5Z

9.主梁跨中截面弯曲强度计算

10.主梁跨端剪切强度计算

跨端最大剪力Qmax

QmaxP1P2（1s爰

跨端最大剪应力

QmaxSo[][]||

TJ：

[]|1；

3

So――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）

儿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

（R卩2疋3

48EJx

（PiP2）l（0.75S2I2）

12EJ

[f]

简算

■精算

l为小车轮压至主梁支承处距离，见下图所示

P

:

b卩

d

L

芬

图2-8

当PlP2P时

’Pl（0.75S2l2）

T垂[T]

6EJx

①

'

Pi、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

2.水平静刚度f水

参看图2-6

竺洱归4S）水旦

48EJyr384EJyr2000

f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）。

（1）横向加劲肋间距a的确定

m

0时，可不设置加劲肋

0时，按结构适当增设加劲肋

2当80.235加100235时，应设置横向加劲肋，此时取a2.5h

VshVs

3当100235匹170.235时，应设置横向加劲肋。

当m0时：

a）当虹+—1200时，取a2h0

h

b）当1200—1500时，取a-一500h——

h邑厂1000

上式中可查下表2-4

表2-4

ho

100

140

180

200

220

240

i

100h

1.00

1.01

1.02

1.03

1.04

1.05

1.06

260

280

300

320

340

360

380

1.07

1.09

1.10

1.12

1.14

1.16

1.18

h。

400

420

440

460

480

500

520

1.21

1.24

1.27

1.31

1.35

1.40

1.46

h0

540

560

580

600

620

640

1.53

1.61

1.71

1.84

2.01

2.24

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

CT-

图2-10

上式中Qmax（Qmgx——最大剪力，对简支梁Qmax」Ra，Ra为支反力）

oho2

当m0时:

©

K3和K4查表2-5

表2-5

m/1

K3

K4

<

0.05

21

2362

0.80

402

1096

0.10

42

2292

0.85

417

1044

0.15

64

2219

0.90

429

1001

0.20

107

2076

0.95

441

965

0.25

152

1933

450

931

0.30

189

1808

900

0.35

219

1710

1.20

870

0.40

248

1613

1.30

840

0.45

267

1540

810

0.50

289

1467

1.50

780

0.55

310

1394

1.60

750

0.60

331

1324

1.70

720

0.65

352

1254

1.80

690

0.70

371

1199

1.90

660

0.75

387

1147

2.00

630

上表中m――局部压应力

P――轮压

――翼缘板厚

ca2hy

a50mm

hy为轨道高度。

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，

11

hi（=~;

）ho

54

h2hohi

当匹100时，a2.5h2

上

厂

亠

图2-11

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。

表2-6

m/

K1

K2

0.2

712

700

1.9

569

0.3

709

697

2.0

511

0.4

706

691

2.2

541

493

0.5

685

2.4

529

475

0.6

694

676

2.6

517

457

0.7

666

2.8

505

439

0.8

654

3.0

494

426

0.9

667

642

3.2

487

414

1.0

658

3.4

1.1

649

618

3.6

471

390

1.2

606

3.8

462

378

1.3

593

4.0

453

368

1.4

4.2

444

359

1.5

566

4.4

435

350

1.6

596

554

4.6

341

1.7

587

542

4.8

332

1.8

578

530

5.0

408

323

⑤当240J235虹320*35时，此时应加横向加劲肋，同时增设二道\shVs

纵向加劲肋。

i!

p0=

2|

I

ror

图2-12

hi（0.15~0.2）h。

h2（0.175~0.2）h0

a按④部分m0和m0时a公式计算确定。

6加320235时

hXs

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。

7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）h。

，一般情况是加

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

一t_

图2-13

横向加劲肋宽度b304。

（工字形主梁）

b1.2（也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Izi3hoh3

纵向加劲肋惯性矩Iz2当盒0.85时，Iz2価。

「

十。

.85时,

aa3

Iz2（2.50.45）2h

hoho

=0

Iz2Fx2

F——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）bo40235――箱形梁一一不加纵向加劲肋

⑶当-15.235和bo40.235时，应加纵向加劲肋

纵向加劲肋应保证有一定的惯性矩要求。

Z3

（0.640.09—）—3

b1b1

Z3――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

b1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。

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,II-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。

1.I-I截面弯曲应力与剪应力：

MVVmaxC

MhPsC

剪力QvVmax

I-I截面应力

MVMh

WT两

剪应力一般不大，可忽略不计。

2.HH截面弯曲应力与剪应力：

HH截面水平弯矩和垂直弯矩近似为零。

HH截面仅计算剪应力。

QvSo

2Jx

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：

2PQS

P2PqPqPg小G

Pg小——葫芦及小车自重，G——起重量

MPMq

M水wy

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,

心和K3为xx方向，K2，K4，K5为y方向。

图2-19

图2-18

图2-18中，e

0.164R（普形工字钢,

30特也为普形工字钢），c4mm,

图2-19中,

-b

丄，查a

值即得到相应

K1Ks值。

1点的局部弯曲应力：

1x

K当

t0

轮压

fa处翼缘平均厚度。

KZ

1y2t2

【0

1X为x方向局部弯曲应力。

y方向局部弯曲应力与整体弯曲应力同向,

3点的局部弯曲应力:

5点的局部弯曲应力:

5y

Ks占

to

3.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:

1点处合成应力

1.

1yy1x1yy

3点处合成应力

3■■-

3x

3yy3x3yy

5点处合成应力

5

y

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

图220图221

对于图220H型钢，i——

0.5bs

对于图221箱形梁，匚

i可近似取车轮踏面宽度I的丄〜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

纵向局部弯曲应力

（2）合成应力

0yy

Ox0yy

六、电动单梁起重机主梁刚度计算

1.垂直静刚度计算f垂

f垂旦f

P——葫芦及小车自重与起升载荷Pq之和

E弹性模量，E2.1106kg/cm2

3.稳定性计算略。