第30讲吊车梁设计国家级课程课件

单轴对称工字形截面吊车额定起重量Q≤30t；跨度L≤6m；工作级别A1～

A5级。吊车梁的截面组成:第30讲—吊车梁设计单轴对称工字形截面吊车梁的截面组成:第30讲—吊车梁设计1

带制动梁的吊车梁:

竖向荷载P吊车梁横向水平荷载T制动梁吊车梁上翼缘制动梁制动板槽钢制动梁的宽度：≤1200mm；第30讲—吊车梁设计带制动梁的吊车梁:竖向荷载P吊2

带制动桁架的吊车梁:

竖向荷载P吊车梁横向水平荷载T制动桁架L≥12m(A6～A8)或L≥18m(A1～A5)对边列柱吊车梁，应增设辅助桁架、水平支撑和垂直支撑。吊车梁上翼缘制动桁架角钢腹杆双角钢翼缘制动桁架的宽度：≥1200mm；第30讲—吊车梁设计带制动桁架的吊车梁:竖向荷载P吊车梁横向水3

吊车梁制动桁架第30讲—吊车梁设计吊车梁制动桁架第30讲—吊车梁设计4

制动梁制动桁架第30讲—吊车梁设计制动梁制动桁架第30讲—吊车梁设计5

吊车梁的荷载内力分析竖向荷载:PPP纵向水平荷载:TcTcTcTT横向水平荷载:T吊车荷载的传递路径吊车梁为双向受弯构件第30讲—吊车梁设计吊车梁的荷载内力分析竖向荷载:PPP纵向水平荷载:TcT6

(1)吊车竖向荷载（最大轮压）:作用在吊车梁上的最大轮压设计值:Pk,max—吊车最大轮压标准值。1--动力系数悬挂吊车及工作级别为A1～A5的软钩吊车取1.05；工作级别为A6～A8的软钩吊车硬钩吊车1.1其它特种吊车1.计算吊车梁时考虑的荷载第30讲—吊车梁设计(1)吊车竖向荷载（最大轮压）:作用在吊车梁上的最大轮压设计7

(2)吊车横向水平荷载依《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定，作用于每个轮压处的横向水平力设计值：Q，g–吊车额定起重量，小车重量，近似取0.3Q；n--桥式吊车的总轮数。H—吊车横向荷载系数软钩吊车：

Q≤10t,H

=0.1215t≤Q≤50t,H

=0.10

Q≥75t,H

=0.08

硬钩吊车：

H

=0.2第30讲—吊车梁设计(2)吊车横向水平荷载依《建筑结构荷载规范》(GB500098

吊车工作级别为A6～A8时，吊车运行时摆动引起的水平力比刹车更为不利,钢结构设计规范(GB50017)规定：吊车横向水平力设计值：

0.1软钩吊车

2=0.15抓斗或磁盘吊车

0.2硬钩吊车Pk,max—吊车最大轮压标准值横向水平力TH仅在计算工作级别为A6～A8级的吊车梁（吊车桁架）及其制动结构的强度、稳定性和连接强度时考虑，且不与小车刹车引起的横向水平力T同时考虑。第30讲—吊车梁设计吊车工作级别为A6～A8时，吊车运行时摆动引起的水平9

(3)吊车纵向水平荷载每个制动轮的纵向水平荷载设计值为：第30讲—吊车梁设计(3)吊车纵向水平荷载每个制动轮的纵向水平荷载设计值为：第10

2.内力分析按结构力学中的影响线方法确定使吊车梁产生最大内力（弯矩和剪力）的吊车轮压所在位置（最不利轮位），然后分别计算吊车梁的最大弯矩和剪力。两个轮压作用下吊车梁的最不利轮位最大弯矩点第30讲—吊车梁设计2.内力分析按结构力学中的影响线方法确定使吊车梁产生最大内力11

三个轮压作用下吊车梁的最不利轮位四个轮压作用下吊车梁的最不利轮位第30讲—吊车梁设计三个轮压作用下吊车梁的最不利轮位四个轮压作用下吊车梁的最12

采用制动桁架时，可以通过一般桁架内力分析方法求出各杆的轴向力N1。上弦杆节间局部弯矩：

第30讲—吊车梁设计采用制动桁架时，可以通过一般桁架内力分析方法求出上弦杆节间局13

加强上翼缘吊车梁受压区：A点最不利受拉区：W′ny—吊车梁上翼缘截面对y轴的净截面抵抗矩。吊车梁的截面验算1.强度验算A第30讲—吊车梁设计加强上翼缘吊车梁受压区：A点最不利受拉区：W′ny—吊车梁14

带制动梁的吊车梁：A点最不利W′ny1—制动梁截面对其形心轴y1的净截面抵抗矩。第30讲—吊车梁设计带制动梁的吊车梁：A点最不利W′ny1—制动梁截面对其形心轴15

带制动桁架的吊车梁A点最不利

局部弯矩：M′y=Td/3轴力N1=My/b1My—横向水平荷载产生的最大弯矩设计值。An—吊车梁上翼缘及腹板15tw的净截面面积之和。第30讲—吊车梁设计带制动桁架的吊车梁A点最不利局部弯矩：M′y=Td/3轴16

剪应力验算：腹板局部压应力：折算应力：轮压影响范围内：轮压影响范围外：、c和

均为梁上同一点在同一轮位下的应力。

—应力分布不均匀系数;1—系数，当与c异号时，取1=1.2；当与c同号或c=0时，取1=1.1第30讲—吊车梁设计剪应力验算：腹板局部压应力：折算应力：轮压影响范围外：、17

设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证，不需验算。加强上翼缘的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。b--依梁在最大刚度平面内弯曲所确定的整体稳定系数。Wx—吊车梁截面对x轴的毛截面模量；Wy—吊车梁截面对y轴的毛截面模量。2.整体稳定验算第30讲—吊车梁设计设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证，不18

3.刚度验算

按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算，且不乘动力系数。竖向挠度：水平挠度:(重级工作制吊车梁）第30讲—吊车梁设计3.刚度验算竖向挠度：水平挠度:(重级工作制吊车梁）第319

Mkx—竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩,Mky—跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载标准值作用下所产生的最大弯矩，Iy1—制动结构截面对形心轴y1的毛截面惯性矩。对制动桁架应考虑腹杆变形的影响，Iyl乘以0.7的折减系数。第30讲—吊车梁设计Mkx—竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩,第30讲—吊车梁设20

4.疲劳验算:构造措施：应采用塑性和冲击韧性好的钢材；尽量避免截面急剧变化而产生过大的应力集中；避免冷弯、冷压等冷加工，凡冲成孔应进行扩钻，以消除孔边的硬化区；对重级工作制吊车梁的受拉翼缘边缘，当采用手工气割或剪切机切割时，应沿全长刨边，消除硬化边缘和表面不平现象。第30讲—吊车梁设计4.疲劳验算:构造措施：第30讲—吊车梁设计21

A6～A8级吊车梁应进行疲劳验算。1.受拉翼缘的连接焊缝处12.受拉区加劲肋端部23.受拉翼缘与支撑连接处的主体金属34.连接的角焊缝4第30讲—吊车梁设计A6～A8级吊车梁应进行疲劳验算。1.受拉翼缘的连接焊缝处122

Δ—应力幅，Δ

=

max-

min；[Δ

]—循环次数n=2×106次时的容许应力幅，按表3-13取用；αf

—欠载效应的等效系数。采用一台起重量最大吊车的荷载标准值，不计动力系数，按常幅疲劳问题计算。验算方法：第30讲—吊车梁设计Δ—应力幅，Δ=max-min；采用一台起23

吊车梁的连接1.吊车梁上翼缘与柱的连接2.吊车梁上翼缘与制动结构连接：

高强螺栓连接抗疲劳性能好，施工方便。

板铰连接

保证吊车梁为简支作用：有效传递横向水平力。高强度螺栓连接；焊缝连接；第30讲—吊车梁设计吊车梁的连接1.吊车梁上翼缘与柱的连接2.吊车梁上翼缘与制动24

(a)平板支座①支座加劲肋②支座垫板：厚度t≥16mm④缺点：柱受到吊车竖向荷载引起的较大扭矩作用。③传力板3.简支吊车梁支座：第30讲—吊车梁设计(a)平板支座①支座加劲肋②支座垫板：④缺点：柱受到吊车竖向25

(b)突缘支座①支座加劲肋②弹簧板③优点吊车梁支反力间距e较小，柱受到吊车较小的框架平面外玩具的作用。第30讲—吊车梁设计(b)突缘支座①支座加劲肋②弹簧板③优点吊车梁支反力间距e较26

吊车梁设计—小结掌握吊车荷载的计算和传递路径；★了解吊车梁的截面组成；了解吊车梁与吊车梁、牛腿的连接构造；掌握吊车梁的截面验算。

★

第30讲—吊车梁设计吊车梁设计—小结第30讲—吊车梁设计27

单轴对称工字形截面吊车额定起重量Q≤30t；跨度L≤6m；工作级别A1～

A5级。吊车梁的截面组成:第30讲—吊车梁设计单轴对称工字形截面吊车梁的截面组成:第30讲—吊车梁设计28

带制动梁的吊车梁:

竖向荷载P吊车梁横向水平荷载T制动梁吊车梁上翼缘制动梁制动板槽钢制动梁的宽度：≤1200mm；第30讲—吊车梁设计带制动梁的吊车梁:竖向荷载P吊29

带制动桁架的吊车梁:

竖向荷载P吊车梁横向水平荷载T制动桁架L≥12m(A6～A8)或L≥18m(A1～A5)对边列柱吊车梁，应增设辅助桁架、水平支撑和垂直支撑。吊车梁上翼缘制动桁架角钢腹杆双角钢翼缘制动桁架的宽度：≥1200mm；第30讲—吊车梁设计带制动桁架的吊车梁:竖向荷载P吊车梁横向水30

吊车梁制动桁架第30讲—吊车梁设计吊车梁制动桁架第30讲—吊车梁设计31

制动梁制动桁架第30讲—吊车梁设计制动梁制动桁架第30讲—吊车梁设计32

吊车梁的荷载内力分析竖向荷载:PPP纵向水平荷载:TcTcTcTT横向水平荷载:T吊车荷载的传递路径吊车梁为双向受弯构件第30讲—吊车梁设计吊车梁的荷载内力分析竖向荷载:PPP纵向水平荷载:TcT33

(1)吊车竖向荷载（最大轮压）:作用在吊车梁上的最大轮压设计值:Pk,max—吊车最大轮压标准值。1--动力系数悬挂吊车及工作级别为A1～A5的软钩吊车取1.05；工作级别为A6～A8的软钩吊车硬钩吊车1.1其它特种吊车1.计算吊车梁时考虑的荷载第30讲—吊车梁设计(1)吊车竖向荷载（最大轮压）:作用在吊车梁上的最大轮压设计34

(2)吊车横向水平荷载依《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定，作用于每个轮压处的横向水平力设计值：Q，g–吊车额定起重量，小车重量，近似取0.3Q；n--桥式吊车的总轮数。H—吊车横向荷载系数软钩吊车：

Q≤10t,H

=0.1215t≤Q≤50t,H

=0.10

Q≥75t,H

=0.08

硬钩吊车：

H

=0.2第30讲—吊车梁设计(2)吊车横向水平荷载依《建筑结构荷载规范》(GB5000935

吊车工作级别为A6～A8时，吊车运行时摆动引起的水平力比刹车更为不利,钢结构设计规范(GB50017)规定：吊车横向水平力设计值：

0.1软钩吊车

2=0.15抓斗或磁盘吊车

0.2硬钩吊车Pk,max—吊车最大轮压标准值横向水平力TH仅在计算工作级别为A6～A8级的吊车梁（吊车桁架）及其制动结构的强度、稳定性和连接强度时考虑，且不与小车刹车引起的横向水平力T同时考虑。第30讲—吊车梁设计吊车工作级别为A6～A8时，吊车运行时摆动引起的水平36

(3)吊车纵向水平荷载每个制动轮的纵向水平荷载设计值为：第30讲—吊车梁设计(3)吊车纵向水平荷载每个制动轮的纵向水平荷载设计值为：第37

2.内力分析按结构力学中的影响线方法确定使吊车梁产生最大内力（弯矩和剪力）的吊车轮压所在位置（最不利轮位），然后分别计算吊车梁的最大弯矩和剪力。两个轮压作用下吊车梁的最不利轮位最大弯矩点第30讲—吊车梁设计2.内力分析按结构力学中的影响线方法确定使吊车梁产生最大内力38

三个轮压作用下吊车梁的最不利轮位四个轮压作用下吊车梁的最不利轮位第30讲—吊车梁设计三个轮压作用下吊车梁的最不利轮位四个轮压作用下吊车梁的最39

采用制动桁架时，可以通过一般桁架内力分析方法求出各杆的轴向力N1。上弦杆节间局部弯矩：

第30讲—吊车梁设计采用制动桁架时，可以通过一般桁架内力分析方法求出上弦杆节间局40

加强上翼缘吊车梁受压区：A点最不利受拉区：W′ny—吊车梁上翼缘截面对y轴的净截面抵抗矩。吊车梁的截面验算1.强度验算A第30讲—吊车梁设计加强上翼缘吊车梁受压区：A点最不利受拉区：W′ny—吊车梁41

带制动梁的吊车梁：A点最不利W′ny1—制动梁截面对其形心轴y1的净截面抵抗矩。第30讲—吊车梁设计带制动梁的吊车梁：A点最不利W′ny1—制动梁截面对其形心轴42

带制动桁架的吊车梁A点最不利

局部弯矩：M′y=Td/3轴力N1=My/b1My—横向水平荷载产生的最大弯矩设计值。An—吊车梁上翼缘及腹板15tw的净截面面积之和。第30讲—吊车梁设计带制动桁架的吊车梁A点最不利局部弯矩：M′y=Td/3轴43

剪应力验算：腹板局部压应力：折算应力：轮压影响范围内：轮压影响范围外：、c和

均为梁上同一点在同一轮位下的应力。

—应力分布不均匀系数;1—系数，当与c异号时，取1=1.2；当与c同号或c=0时，取1=1.1第30讲—吊车梁设计剪应力验算：腹板局部压应力：折算应力：轮压影响范围外：、44

设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证，不需验算。加强上翼缘的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。b--依梁在最大刚度平面内弯曲所确定的整体稳定系数。Wx—吊车梁截面对x轴的毛截面模量；Wy—吊车梁截面对y轴的毛截面模量。2.整体稳定验算第30讲—吊车梁设计设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证，不45

3.刚度验算

按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算，且不乘动力系数。竖向挠度：水平挠度:(重级工作制吊车梁）第30讲—吊车梁设计3.刚度验算竖向挠度：水平挠度:(重级工作制吊车梁）第346

Mkx—竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩,Mky—跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载标准值作用下所产生的最大弯矩，Iy1—制动结构截面对形心轴y1的毛截面惯性矩。对制动桁架应考虑腹杆变形的影响，Iyl乘以0.7的折减系数。第30讲—吊车梁设计Mkx—竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩,第30讲—吊车梁设47

4.疲劳验算:构造措施：应采用塑性和冲击韧性好的钢材；尽量避免截面急剧变化而产生过大的应力集中；避免冷弯、冷压等冷加工，凡冲成孔应进行扩钻，以消除孔边的硬化区；对重级工作制吊车梁的受拉翼缘边缘，当采用手工气割或剪切机切割时，应沿全长刨边，消除硬化边缘和表面不平现象。第30讲—吊车梁设计4.疲劳验算:构造措施：第30讲—吊车梁设计48

A6～A8