吊车及吊车梁设计
钢结构吊车梁设计一般规定、荷载计算
钢结构吊车梁设计一般规定、荷载计算一、设计一般规定1.吊车梁及吊车的工作级别（1）吊车的使用等级根据《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.1，吊车按照吊车可能完成的总工作循环数将使用等级划分为U0~U9共10个等级，吊车使用总工作循环数Cr与吊车使用等级及使用频繁程度的关系见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.1表1，如下：表1 起重机的使用等级（2）吊车的起升荷载状态级别根据《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.2，起重机的起升载荷，是指起重机在实际的起吊作业中每一次吊运的物品质量（有效起重量）与吊具及属具质量的总和（即起升质量）的重力；起重机的额定起升载荷，是指起重机起吊额定起重量时能够吊运的物品最大质量与吊具及属具质量的总和（即总起升质量）的重力。
其单位为牛顿（N）或千牛（kN）。
起重机的起升载荷状态级别是指在该起重机的设计预期寿命期限内，它的各个有代表性的起升载荷值的大小及各相对应的起吊次数，与起重机的额定起升载荷值的大小及总的起吊次数的比值情况，据此载荷状态级别被分为Q1~Q4共4个级别。
详见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.2表2。
表2起重机的载荷状态级别及载荷谱系数（3）吊车的工作级别根据吊车的10个使用等级与吊车的4个起升荷载状态级别，将吊车整机的工作级别分为A1~A8共8个级别，详见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.3表3。
表3 吊车的工作级别在《建筑结构荷载规范GB 5009-2012》（简称《荷规》）中，工作级别与吊车的荷载系数（《荷规》6.2）、动力系数（《荷规》6.3）及吊车荷载的组合值系数、频遇值系数、准永久值系数（《荷规》6.4）有关，为方便设计，在吊车荷载的条文说明中将吊车的工作制与工作级别的对应关系做如下规定：表4 吊车的工作制等级与工作级别的对应关系2吊车梁荷载吊车梁荷载分为竖向荷载（吊车的竖向轮压）与水平荷载，水平荷载又分为纵向水平荷载与横向水平荷载，吊车纵向水平制动力产生纵向水平荷载，对于轻、中级工作制吊车（A1-A5），横向水平荷载考虑由小车的水平制动力产生，对于重级、特重级工作制吊车（A6-A8），横向水平荷载还需考虑吊车的摇摆力，根据《钢结构设计标准GB50017-2017》3.2.2，计算强度、稳定性以及连接的强度时，此水平力不宜与小车产生的水平制动力同时考虑。
吊车梁设计
1设计资料简支起重机梁，跨度为12m，工作吊车有两台，均为A5级DQQD 型桥式起重机，起重机跨度L=10.5m，横行小车自重g=3.424t。
起重机梁材料采用Q235钢，腹板与翼缘连接焊接采用自动焊，自动梁宽度为1.0m。
最大轮压标准值FK=102kN.起重机侧面轮压简图如下：1.内力计算(1)两台起重机作用下的内力。
竖向轮压在支座A产生的最大剪力，最不利轮位只可能如下图所示：由图可知：243.53KN )3.635.01(12121102KN V K.A=++⨯⨯=即最大剪力标准值243.53KN.V kmax = 竖向轮压产生的最大弯矩轮压如图所示:最大弯矩在C 点处，其值为mm a 800102316501024050102=⨯⨯-⨯=KN 2.631120006400KN 0213R A =⨯⨯=m KN 38.31605.4102KN -4.6KN 2.631M K C ⋅=⨯⨯=计算起重机梁及制动结构强度时应考虑油起重机摆动引起的横向水平力，产生的最大水平弯矩为：()kNngQ M yk 2.3238.63148.9270.14424.312.038.631%12=⨯⨯+⨯=⨯+⨯= (2) 一台起重机作用下的内力最大剪力如图所示：169.6kN )21(7.951/12kN 021V K1=+⨯⨯=最大弯矩如图所示：kN 8.48124.988kN 0212R A =⨯⨯= m kN 0.234m 988.4kN 8.48M kc1⋅=⨯=在C 点处的相应的剪力为：kN 8.48R V A K C1==计算制动结构的水平挠度时应采用由一台起重机横向水平荷载标准值Tk （按标准规范取值）所产生的挠度：()kN kN n g Q T k 2.548.9270.14424.312.0%12=⨯+⨯=+=水平荷载最不利轮位和最大弯矩图相同，产生的最大水平弯矩m kN m kN M yk ⋅=⋅⨯=56.211022.50.4231（3）内力汇总，如下表A1-A5的软钩起重机，动力系数为1.05，起重机荷载分项系数为1.4，恒荷载分项系数为1.2 3. 截面选择钢材为Q235，估计翼缘板厚度超过16mm ，故抗弯强度设计值为2205mm N f =;腹板的厚度也不超过16mm ，故抗弯强度为2125mm N f V =.(1）梁高h 。
十四、吊车梁的设计与验算
十四、吊车梁的设计与验算吊车梁跨度L=6m ，无制动结构，钢材采用Q235，焊条采用E43系列，吊车梁资料如下：吊车采用LH 型的15t 中级电动葫芦桥式吊车，查《实用建筑结构荷载手册》知：桥架宽度B=4.716m ，轨道中心至吊车外端距离b=165㎜，主梁底面至轨面距离为H 2=720㎜，轨道至起重机顶距离为H=1.43m ，大车轮距K=4.0m ，小车Q 1=3t ，大车Q=18.8t ，最大轮压P max =141KN 。
1、吊车荷载计算吊车竖向荷载动力系数05.1=α，可近似轮压乘荷载增大系数β=1.03吊车荷载分项系数4.1=Q γ，软钩吊车取10.0=η则：竖向计算轮压：KN P P mzx Q 49.2131414.103.105.1=⨯⨯⨯==αβγm KN L M ⋅===65.28462maxKN L a LP V c 33.1426)13(49.2132)2(2=-⨯⨯=-∑=（2） 吊车梁的最大剪力：KN L a L P P V c 65.2846)46(49.21349.213)(1max =-⨯+=-+= （3） 计算强度时吊车梁的最大水平弯矩：m KN M P T M c T ⋅=⨯==80.1665.28449.2136.12max（4） 吊车梁竖向荷载标准值作用于下最大弯矩（求竖向挠度用）：m KN Y M M Q X ⋅=⨯=⋅=64.1934.105.165.284max α 3、截面选择（1）按经济要求确定梁高2/215mm N f = 36max 15802151065.2842.12.1cm f M W =⨯⨯==所需经济梁高度：cm W h 553015803.7303.733=-=-=（2）按刚度要求确定梁高：容许相对挠度取，故750=⎥⎦⎤⎢⎣⎡υl 。
[min6.0⨯=f h 采用h w 700=(3) h t w w 37=+=（4f h v t v w w 2.1max ==采用h 700=截面特征：14300A +⨯=mm y 6.30813028)514676(10300)142/676(86767143300=++⨯⨯++⨯⨯+⨯⨯=12103006.3011433012143304.43867612676832323⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯=x I4621039.10844.38610300mm ⨯=⨯⨯+366105139.36.308/1039.1084mm W a x ⨯=⨯= 366107705.24.391/1039.1084mm W b x ⨯=⨯=上翼缘对Y 轴惯性矩：463109265.411233014mm I y ⨯=⨯=366102541.0165/109265.41mm W c y ⨯=⨯= 4、强度验算 （1）、正应力： 上翼缘226666max ./215/1.147102541.01080.16105139.31065.284mm N mm N W M W M c y t a x c <=⨯⨯+⨯⨯=+=σ 可以。
10t吊车梁的设计参数
10t吊车梁的设计参数一、梁型选择根据吊车的起重量和使用要求，选择合适的梁型。
常见的梁型有：工字型梁、箱型梁、H型梁等。
对于10t吊车，一般选用工字型梁或箱型梁。
二、梁高梁高是吊车梁设计的重要参数之一，直接影响吊车的承载能力和稳定性。
根据吊车的起重量和使用要求，结合所选梁型，确定合理的梁高。
三、梁宽梁宽是吊车梁设计的另一个重要参数，直接影响吊车的抗弯能力和稳定性。
根据吊车的起重量和使用要求，结合所选梁型，确定合理的梁宽。
四、钢材材质吊车梁的钢材材质应具有足够的强度、韧性和耐腐蚀性。
常用的钢材材质有Q235、Q345等。
对于10t吊车，一般选用Q345材质的钢材。
五、焊缝要求焊缝质量直接影响吊车梁的强度和稳定性。
因此，应采用合理的焊接工艺和焊缝质量标准，确保焊缝平整、光滑，无气孔、夹渣等缺陷。
六、支撑设置支撑是保证吊车梁稳定性的重要措施。
应根据吊车的起重量和使用要求，合理设置支撑，确保吊车梁在使用过程中不会发生变形和失稳。
七、防滑措施为了防止吊车在运行过程中出现滑动或倾覆，应采取防滑措施。
常用的防滑措施有安装防滑垫、增加防滑纹等。
八、疲劳强度吊车在运行过程中会受到循环载荷的作用，因此，吊车梁应具有足够的疲劳强度，以防止出现疲劳断裂等现象。
应根据吊车的运行情况和载荷谱，进行疲劳强度计算和分析。
九、整体稳定性整体稳定性是保证吊车安全运行的重要因素之一。
应根据吊车的起重量和使用要求，对吊车梁进行整体稳定性分析，确保其在承受载荷时不会发生失稳现象。
十、局部稳定性局部稳定性是保证吊车梁局部部位在承受载荷时不发生变形和破坏的重要因素。
应根据吊车的起重量和使用要求，对吊车梁的局部部位进行稳定性分析，确保其在使用过程中不会发生变形和破坏。
中、重型厂房结构设计-吊车梁的设计
吊车梁的施工工艺流程
施工准备
根据设计图纸和施工要求，进行现场 勘查，确定吊车梁的安装位置和基础 结构。
01
02
基础制作
根据设计要求，进行吊车梁的基础制 作，包括混凝土浇筑、钢筋绑扎等。
03
吊车梁安装
将吊车梁按照设计要求进行安装，确 保其位置和标高符合设计要求。
质量检测
对吊车梁的安装质量进行检测，包括 其位置、标高、平整度等，确保符合 设计要求和相关规范。
吊车梁的功能
吊车梁的主要功能是支撑和固定吊车 的轨道，承受吊车的运行载荷，并将 载荷传递至厂房的承重结构上，确保 吊车的正常运行和使用安全。
吊车梁的类型与选择
吊车梁的类型
根据制作材料的不同，吊车梁可分为钢吊车梁、钢筋混凝土吊车梁等。根据使用场合和承载能力的不同，又可分 为轻型、中型和重型吊车梁。
吊车梁的选择
选择何种类型的吊车梁应根据厂房的跨度、高度、使用需求以及经济性等因素综合考虑。例如，钢吊车梁具有自 重轻、承载能力强、安装方便等优点，适用于大跨度、高净空的厂房；钢筋混凝土吊车梁则具有承载能力较高、 耐久性好、造价较低等优点，适用于中等跨度和高度的厂房。
吊车梁设计的原则与要求
吊车梁设计的原则
吊车梁设计应遵循安全可靠、经济合理、技术先进的原则， 确保吊车梁能够承受各种可能的载荷组合，满足厂房的正常 使用和安全性能要求。
04
吊车梁的抗震设计
吊车梁的抗震设防目标
防止吊车梁在地震中发生严重破坏，确保厂房的正常使用和 安全。
保证吊车在地震中的安全运行，防止因吊车梁破坏而引起的 设备损坏或人员伤亡。
吊车梁的抗震措施
选择合适的材料
采用高强度钢材，提高吊车梁的承载能力和抗变 形能力。
混凝土吊车梁计算书
混凝土吊车梁计算书设计：____________校核：____________审核___________日期________一、基本数据（一）、吊车及吊车梁基本数据吊车数据：1、吊车起重量Q= 16 t2、吊车跨度= 16.5 m3、吊车总重G=15 t4、小车重量g= 1.37 t5、最大轮压Pmax= 12.5 kN6、吊车总宽B= 2.8 m7、吊车轮距W= 2.5 m8、吊车数量n= 两台吊车梁数据：1、吊车梁宽b= 200 mm2、上翼缘宽bf= 200 mm3、吊车梁高h= 500 mm4、上翼缘高hf= 0 mm5、吊车梁跨度L= 6000 mm（二）、材料信息混凝土材料：C30 f c=14.3 N/mm2f t=1.43 N/mm2f tk=2.01 N/mm2钢筋：纵筋：HRB 335 f y=300 N/mm2箍筋：HRB 335 f yv=300 N/mm2（三）、其他信息吊车工作级别：A4 中级动力系数μ:1.05钢筋混凝土保护层厚度：25 mm裂缝宽度限制：0.2 mm挠度计算限制：1/600 Lo二、正截面设计（一）计算吊车梁的绝对最大弯矩位置计算长度取为：L0= 5.8 m由结构力学可判断，吊车轮按上述作用时才能产生绝对最大弯矩计算可得：合力R = 3×μ×Pmax = 52.5 kNa0 = B-W2= 0.15 m（二）正截面配筋计算1、内力计算吊车梁自重：q1 = 25×[b×h+(b f-b)×h f] = 2.5 kN/m轨道联结重：q2 = 1.5 kN/m自重总和：q = q1 + q2 = 4 kN/m由自重在k点产生的弯矩：Mqk = qx2(Lo-x) = 16.81 kN・m由吊车荷载在k点产生的弯矩：Mpk = R(L0-a0)24L0= 39.43 kN・m总弯矩：M maxk = M qk + M pk= 56.24 kN・m2、按T型梁计算配筋按照混凝土规范7.2.2条a s = 35 mmh0 = h-2a s = 430 mmM = f c b f h f(h0-h f/2) = 0 < M maxk = 56.24 属于II类T型截面3验算垂直截面的双向受弯强度每个轮子产生的刹车力：T = 0.25×α（Q+g）×9.8 = 4.26 kN为简化计算，假设每个轮子都作用在吊车梁跨中，由水平力产生的弯矩为：M H =nT4Lo = 24.708 kN ・m 可见，水平方向产生的弯矩很小，双向受弯强度验算可以忽略 三、斜截面设计（一）复核截面条件吊车梁自重荷载作用下产生的剪力： V 1 = 0.5×q×Lo = 11.6 kN 吊车荷载按下图作用时产生最大剪力：由结构力学可知：V 2 = μP max (4-2B+WLo ) = 28.51 kN 最大总剪力：V = V 1 + V 2 = 40.11 kN 由混凝土规范7.5.1条：0.25βc f c bh 0 = 307.45 kN > V 截面满足要求 （二）计算所需箍筋1、确定计算方法y a = ΣI y y iΣI y = 112 h f b f 3×12 h f +112 (h-h f )b 3×(h/2+h f /2)112 h f b f 3+112 (h-h f )b 3= 250 mm 每个吊车轮产生的扭矩： m t = 0.7[μP max ×0.02+T(y a +0.2)] = 1.53 kN ・m则支座截面产生的最大扭矩为：T = 1.4×m t ×(4-2B+2WLo ) = 4.65 kN ・m 构件截面信息腹板： W tw = b 2(3h-b)/6 = 8666666.66666667mm 3 翼缘： W tf = h f 2(b f '-b)/2 = 0mm 3W t = W tw + W tf = 8666666.66666667 mm 3 由混凝土规范7.6.1V bh 0 + T0.8W t= 1.1371 < 0.25βc f c = 3.575截面尺寸满足按弯剪扭共同作用的构件计算腹板受扭矩： T w = W twW t ×T = 4.650 kN ・m翼缘受扭矩： T f ' = W tfW t×T = 0.000 kN ・m2、腹板配筋计算A cor = b cor h cor = 67500 mm 2 u cor = 2×(b cor + h cor ) = 1200 mma.腹板受扭箍筋计算，按混凝土规范7.6.8：T = 0.35f t βt W t + 1.2ζ f yv A st1A cor sβt =1.51+0.5 VW tTbh 0= 0.93 A st1s = T w -0.35βt f t W tw1.2ζ f yv A cor= 0.032136 mm 2/mm b.腹板受剪箍筋计算，按混凝土规范7.6.8：A sv1s = V -0.7(1.5-βt )f t bh 01.25f yv h 0= 0.045301 mm 2/mm腹板所需单肢箍筋总面积为：A st1s + A sv1s= 0.0547865 mm 2/mm实际配置：8@100 满足c.腹板抗扭纵筋计算，按混凝土规范7.6.4-2：A stl = ζf yv A st1u corf y s= 23.14 mm 2 构造配置钢筋3、翼缘配筋计算b 'cor = b f - b - 50 = -50 mm h 'cor = h f - 50 = -50 mmA 'cor = b 'cor ×h 'cor = 2500 mm 2 U 'cor = 2(b 'cor + h 'cor ) = -200 mm a.翼缘抗扭箍筋计算，按混凝土规范7.6.8：A st1s = T f -0.35βt f t W tf1.2ζ f yv A cor= 0.000 mm 2/mm 实际配置：8@100 满足b.翼缘抗扭纵筋计算，按混凝土规范7.6.4-2：A stl = ζf yv A st1u corf y s= 0.00 mm 2 构造配置钢筋四、验算吊车梁疲劳强度（一）验算正截面疲劳强度1、验算受压区混凝土边缘纤维的应力 一台吊车产生的最大弯矩：由结构力学可判断，吊车轮按上述作用时才能产生绝对最大弯矩计算可得：合力R = 2×μ×Pmax = 26.25 kNa0 = B-W2= 0.15 m由自重在k点产生的弯矩：Mqk = qx2(Lo-x) = 16.82 kN・m由吊车荷载在k点产生的弯矩：Mpk = μP max(L0-a0)22L0= 38.06 kN・m总弯矩：M maxk = M qk + M pk= 54.88 kN・mαf E= E sE f c= 13.33先假定中和轴通过翼缘，换算截面的受压区高度：b2x02 - αfE A s(h0 - x0) = 0 公式见《钢筋混凝土结构计算手册》P624简化：Ax02 + Bx0 + C = 0 其中：A = 100B = 20593.2504C = -9266962.68解方程得：x0 = 218.39mm >h f = 0 mm 所以须按下列公式重新计算:b f2x02 - αfE A s(h0 - x0)-(b f - b)(x0 - h f)22= 0简化：Ax02 + Bx0 + C = 0 其中：A = 100B = 20593.2504C = -9266962.68 解方程得：x0 = 218.39mmI fo=h f x033-(b f - b)(x0 - h f)33+αfE A s(h0 - x0)2 = 1799083328.02ρfc=ρfcminρfcmax=MqkMqk+Mpk= 0.317589268845645查混凝土规范表4.1.6得： γρ = 0.86σf cmax = M f max x 0I fo = 6.662 < f fc = γρf c = 12.298满足要求 2、验算受拉钢筋的应力σf simin = αf E M f min (h 0-x 0)I f o = 30.342 N/mm 2σf simax = αf E M fmax (h 0-x 0)I f o = 65.196 N/mm 2Δσf si = σf simax - σfsimin = 34.854 N/mm 2 ρf s= σfsiminσfsimax = 0.465根据混凝土规范表4.2.5-1，可查得：Δf f y = 135 > Δσfsi = 34.854 满足要求（二）验算斜截面疲劳强度 1、验算中和轴处的主应力 计算从略2、验算弯起钢筋所需面积 计算从略五、验算吊车梁裂缝宽度σρsk = M maxk0.87h 0A s= 92.9862630983486 N/mm 2A te = 0.5bh = 50000 mm 2 ρte = A s /A te = 0.0308976d eq = Σn i d i 2Σn i νd i= 18.2222222222222 mmψ=1.1-0.65f tkρte σρsk= 0.645257156827881由混凝土规范8.1.2得： αcr = 2.1 c=20 ψ=1.0ωmax = αcr ψσρsk E s 1.9c+0.08d eqρte= 0.0536640377934194 < 0.2 满足规范要求六、验算吊车梁挠度由混凝土规范8.2.3：B s = E s A s h 021.15ψ+0.2+6αE ρ1+3.5γf'其中： ψ=1.0 αE = 13.33 E s = 200000 A s = 1544.88 h 0 = 430 γf ' = 0ρ= A sbh 0= 0.0171653333333333代入公式可得：B s = 27027886193474.9 由混凝土规范8.2.2：B = M kM q (θ-1)+M k B s其中： θ=1.6 M k = 38.06 M q = 16.82 代入公式可得：B = 21128148926726.3f=5qlo 4384B= 2.78964728702648f/Lo=1/1981 < 1/600 满足要求七、验算吊车梁配筋率计算从略。
吊车梁设计-经验总结
12.1吊车梁系统的组成2.2吊车梁上的荷载2.3吊车梁内力计算2.4吊车梁截面验算(4)其他荷载(2)吊车横向水平荷载(1)吊车竖向荷载(3)吊车纵向水平荷载(1)简支吊车梁(2)连续吊车梁2.4.2强度计算2.4.1一般规定2.4.3腹板及横向加劲肋强度补充计算2.4.4整体稳定计算2.4.5刚度计算2.4.6疲劳计算22.5吊车梁连接计算及构造要求2.5.4其它构造要求2.5.1梁腹板与翼缘板连接2.5.2支座加劲肋与腹板、翼缘板连接2.5.3吊车梁与柱的连接2.7 车挡2.6吊车轨道3横行小车吊车梁柱吊车桥架4吊车是厂房中常见的起重设备，按照吊车的利用次数和荷载大小，国家标准《起重机设计规范》(GB3811)将其分为八个工作级别，称为A1～A8。
工作制等级轻级中级重级特重级工作级别A1～A3A4、A5A6、A7A8工作制等级和工作级别的对应关系许多文献习惯将吊车以轻、中、重和特重四个工作制等级来划分，它们之间的对应关系如下：5《起重机设计规范》GB3811-1983附录A6●吊车梁(或吊车桁架)●制动结构●辅助桁架●支撑1-吊车梁；2-制动梁；3-制动桁架；4-辅助桁架；5-水平支撑；6-垂直支撑吊车梁及制动结构的组成组成：7吊车梁类型：按计算简图：●简支梁●连续梁按构造：●焊接梁●高强度螺栓桁架梁●栓-焊梁按构件类型：●实腹梁●型钢截面●焊接工字形截面●箱形截面●上行式直接支承吊车桁架：●上行式间接支承吊车桁架：吊车轨道直接铺设在桁架上弦上桁架梁上弦放置节点间短梁，以承受吊车荷载●吊车桁架8制动结构：●制动梁●制动桁架●承受横向水平荷载，保证吊车梁的整体稳定●可作为人行走道和检修平台作用：宽度：●应依吊车起重量﹑柱宽以及刚度要求确定。
●一般不小于0.75m 。
●宽度≤1.2m 时，常用制动梁●宽度＞1.2m 时，宜采用制动桁架制动结构选用：对于硬钩吊车的吊车梁，其动力作用较大，均宜采用制动梁。
(整理)吊车梁设计
1、吊车梁设计1. 1 设计资料威远集团生产车间，跨度30m ，柱距6m ，总长72 m,吊车梁钢材采用Q235钢，焊条为E43型，跨度为6m ，计算长度取6m ，无制动结构，支撑于钢柱，采用突缘式支座，威远集团生产车间的吊车技术参数如表2-1所示：表2-1 吊车技术参数台数 起重量 级别 钩制 吊车跨度 吊车总量 小车重 最大轮压 25t中级软钩28.5m19.2t1.8t8.5t吊车轮压及轮距如图1-1所示：46503550图1-1吊车轮压示意图1. 2 吊车荷载计算吊车荷载动力系数05.1=α，吊车荷载分项系数Q γ=1.40。
则吊车荷载设计值为竖向荷载设计值 Q P γα⋅=m a x P ⋅=1.05⨯1.4⨯83.3=122.45kN 横向荷载设计值 =H Qγn g Q )(12.0+⋅=1.4⨯48.9)8.15(12.0⨯+⨯=2.80kN1. 3 内力计算1．3．1 吊车梁中最大竖向弯矩及相应剪力1） 吊车梁有三个轮压（见图1-2）时，梁上所有吊车轮压∑P 的位置为：PPPPBCAa230003000a5a5a1图1-2 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图mm W B a 1100355046501=-=-= mm W a 35502==mm a a a 3.4086110035506125=-=-=。
自重影响系数β取1.03，则 C 点的最大弯矩为：cM max =W β⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--∑125)2(Pa l a l P =1.03×⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯--⨯⨯100.145.1226)408.03(45.12232 =284.94m kN ⋅2) 吊车梁上有两个轮压（见图1-3 ）时，梁上所有吊车轮压∑P 的位置为：PPBCAa130003000Pa4a4图1-3 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图mm W B a 1100355046501=-=-=mm a a 275414==则C 点的最大弯矩值为：c M max =Wβl a l P ∑-24)2( =1.03×6)275.03(45.12222-⨯⨯=m kN ⋅18.312 可见由第二种情况控制，则在max M 处相应的剪力为CV =W βla lP ∑-)2(4=1.03×6)275.03(45.1222-⨯⨯=114.51kN 。
24吊车梁的设计
A6～A8级吊车梁应进行疲劳验算 1.受拉翼缘的连接焊缝处 2.受拉区加劲肋端部 3.受拉翼缘与支撑连接处 的主体金属
4.连接的角焊缝
4
2 1
3
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。
αfΔσ≤[Δσ] Δσ—应力幅，Δσ=σmax-σmin； [Δσ]—循环次数n=2×106次时的容许应
计算刚度时按自重和起重量最大的一台吊车的 荷载标准值计算，且不乘动力系数。
竖向挠度：
v Mkxl2 [v] 10EIx
对于重级工作制吊车梁除计算竖向的刚度外， 还应按下式计算其水平方向的刚度。
水平挠度：
u Mkyl2 l 10EIy1 2200
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
2.4 吊车梁的设计
❖吊车梁的荷载 ❖吊车梁的截面组成 ❖吊车梁的连接 ❖吊车梁截面的验算
2.4.1 吊车梁的荷载
➢竖向荷载: P ➢横向水平荷载: T
➢纵向水平荷载: Tc
（通过柱间支撑传至基础）
P Tc P Tc
T
T
(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：
Pmax1.4Pk,max
增设辅助桁架、水平支撑和 垂直支撑。 L≥12m(A6～A8) L≥18m(A1～A5)
竖向荷载
吊车梁
横向水平荷载
制动桁架
制动桁架 吊车梁
2.4.3 吊车梁的连接
原则：吊车梁上翼缘的连接应以能够可靠地与柱传 递水平力，而又不改变吊车梁简支条件。
1.吊车梁上翼缘与 柱的连接 高强螺栓连接 抗疲劳性能强受压翼缘型）:
用于吊车起重能力Q≤30t， 跨度l≤6m， 工作级别为A1~A5的吊车梁。
工字型吊车梁设计
工字型吊车梁设计一、 基本设计资料 A 组：吊车梁跨度6m ，无制动结构，支承于钢柱，采用平板支座。
跨内设有两台Q=16t/3.2t 中级工作制（A5）软钩吊车，吊车跨度L K =28.5m 。
吊车规格，吊车宽度B=7004mm ，轮距W=5000mm ，小车质量g=6.427t ，吊车总质量G=37.967t ，最大轮压P max =202KN 。
吊车轮距如下图。
吊车梁采用Q235钢材，E43型焊条。
B 组：吊车梁跨度12m ，无制动结构，支承于钢柱，采用平板支座。
跨内设有两台Q=20t/5t 中级工作制（A5）软钩吊车，吊车跨度L K =31.5m 。
吊车规格，吊车宽度B=6434mm ，轮距W=5000mm ，小车质量g=6.858t ，吊车总质量G=41.497t ，最大轮压P max =231KN 。
吊车轮距如下图。
吊车梁采用Q235钢材，E43型焊条。
100210025000717717 50002二、设计内容1.吊车梁荷载及内力计算2.吊车梁的截面选择2.吊车梁的刚度、强度及稳定性验算；3.翼缘与腹板连接焊缝的验算；4.画出吊车梁详图、吊车梁安装节点图、吊车梁系统平面布置图。
三、设计要求设计分两组进行，每位同学在一周内完成指定的课程设计内容，并提供相应计算书及施工图纸。
四、设计要点提示。
的吊车梁，可取对于05.112=ωβm五、参考文献1.《钢结构设计手册》编辑委员会钢结构设计手册（上册）北京：中国建筑工业出版社 2004.12.陈志华建筑钢结构设计天津：天津大学出版社 2004.33.王肇明建筑钢结构设计上海：同济大学出版社 2001.2。
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钢结构设计规范（新规范）GB50017-2003中表A.1.1手动吊车梁和单梁吊车（包括悬挂吊车）L/500轻级工作制桥式吊车L/800中级工作制桥式吊车L/1000重级工作制和起重量Q≥50的中级工作制桥式吊车L/1200风荷载控制柱顶位移,1/500,1/400;吊车作用下,仅重级工作制控制梁顶处节点位移,1/1250;中级可以放松吊车下位移,有PKPM 计算的图籍为例吊车下位移(1/800).A1-A3 轻级如:安装,维修用的电动梁式吊车.手动梁式吊车.A4-A5中级如:机械加工车间用的软钩桥式吊车A6-A7 重级如:繁重工作车间软钩桥式吊车A8超重级如:冶金用桥式吊车,连续工作的电磁,抓斗桥式吊车吊车轻重级别不能片面的根据工作频繁程度分，但是和吨位无关系。
如前帖所说，按照载荷状态和利用等级两个指标来分。
1、载荷状态：是一个概率分布参数，通俗的说，就是这台吊车在整台吊车的寿命期间内（如20年），吊额定载荷的次数和所有的吊装次数的百分比。
分轻、中、重、特重4级。
举例来说，对于港口的抓斗，它在自己的寿命内，每吊一次都是额定载荷，属于特重，而有些车间的检修桥吊，它一辈子只吊额定载荷只有几次，其余只吊额定载荷的几分之一。
就属于轻。
2、利用等级：整个寿命期间的工作循环数，通俗的说，就是一辈子的吊多少次。
从U0~U9分为10个级别，U0是1.6E+4，也就是少于16000次，U9为4E+6，也就是多于400万次。
3、根据上述2个指标，列表后，X方向为利用等级，Y为载荷状态，根据对角线原则再确定。
如果载荷状态为轻，但是利用等级为U9，也是特重；如果载荷状态为特重，但是利用等级为U0，也是轻级。
有关吊车荷载主要有以下几种：1、吊车竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。
（《荷规》5.1.1）Pmax与Pmin关系：Pmin= （Q总+Q）/n-PmaxDmax与Dmin根据影响线求出：Dmax与Dmin同时出现，一端出现Dmax时，对应另一端出现Dmin。
吊车梁计算时，先确定最大弯矩（Mc）出现的截面和极限荷载Pk，根据截面C处的弯矩影响线，求出吊车梁绝对最大弯矩标准值。
并注意吊车梁计算时应乘以动力系数（轻中级区1.05，重级1.1）和分项系数。
排架计算时，通过支座反力的影响线，确定极限荷载的位置，求出支座反力最大值，即为吊车对排架产生的竖向荷载Dmax，和Dmin.2、吊车纵向水平荷载应按作用在一边轨道上所有的刹车轮的最大轮压之和的10%采用；作用点位于刹车轮与轨道的接触点，其方向与轨道方向一致。
单侧所有刹车轮的纵向水平荷载标准值：Tv=0.1 *Pmax*2/nN表示吊车的单侧轮数3、吊车横向水平荷载应取横行小车与吊重之和的某个百分数。
每个车轮处分担的荷载标准值：Th= m*(Q+g)/n/2软钩吊车，Q≤10T时，m=12%软钩吊车，16T≤Q≤50T时，m=10%软钩吊车，Q≤75T时，m=8%硬钩吊车时，m=20%/2表示横向水平荷载应等分于桥架的两端。
4、计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接的强度时，应考虑由重物摆动引起的横向水平力(卡轨力)，作用在每个轮压处，此水平力不与吊车的横向水平荷载同时考虑。
作用在每个车轮处的横向水平力标准值：Th’=α*Pmaxα取值：一般软钩：α=0.1；抓斗磁盘：α=0.15；硬钩：α=0.2吊车梁设计总结一、吊车梁所承受的荷载吊车在吊车梁上运动产生三个方向的动力荷载：竖向荷载、横向水平荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。
纵向水平荷载是指吊车刹车力，其沿轨道方向由吊车梁传给柱间支撑，计算吊车梁截面时不予考虑。
吊车梁的竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。
吊车沿轨道运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车梁振动。
特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。
因此在计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应乘以动力系数。
对悬挂吊车（包括电动葫芦）及工作级别A1~A5的软钩吊车，动力系数可取1.05；对工作级别A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车，动力系数可取为1.1。
吊车的横向水平荷载由小车横行引起，其标准值应取横行小车重量与额定起重量之和的下列百分数，并乘以重力加速度：1）软钩吊车：当额定起重量不大于10吨时，应取12%；当额定起重量为16~50吨时，应取10%；当额定起重量不小于75吨时，应取8%。
2）硬钩吊车：应取20%。
横向水平荷载应等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨道垂直，并考虑正反两个方向的刹车情况。
对于悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受，可不计算。
手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接（吊车梁、制动结构、柱相互间的连接）的强度时，由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因，在轨道上产生卡轨力，因此钢结构设计规范规定应考虑吊车摆动引起的横向水平力，此水平力不与小车横行引起的水平荷载同时考虑。
二、吊车梁的形式吊车梁应该能够承受吊车在使用中产生的荷载。
竖向荷载在吊车梁垂直方向产生弯矩和剪力，水平荷载在吊车梁上翼缘平面产生水平方向的弯矩和剪力。
吊车的起重量和吊车梁的跨度决定了吊车梁的形式。
吊车梁一般设计成简支梁，设计成连续梁固然可节省材料，但连续梁对支座沉降比较敏感，因此对基础要求较高。
吊车梁的常用截面形式，可采用工字钢、H型钢、焊接工字钢、箱型梁及桁架做为吊车梁。
桁架式吊车梁用钢量省，但制作费工，连接节点在动力荷载作用下易产生疲劳破坏，故一般用于跨度较小的轻中级工作制的吊车梁。
一般跨度小起重量不大（跨度不超过6米，起重量不超过30吨）的情况下，吊车梁可通过在翼缘上焊钢板、角钢、槽钢的办法抵抗横向水平荷载，对于焊接工字钢也可采用扩大上翼缘尺寸的方法加强其侧向刚度。
对于跨度或起重量较大的吊车梁应设置制动结构，即制动梁或制动桁架；由制动结构将横向水平荷载传至柱，同时保证梁的整体稳定。
制动梁的宽度不宜小于1~1.5米，宽度较大时宜采用制动桁架。
吊车梁的上翼缘充当制动结构的翼缘或弦杆，制动结构的另一翼缘或弦杆可以采用槽钢或角钢。
制动结构还可以充当检修走道，故制动梁腹板一般采用花纹钢板，厚度6~10毫米。
对于跨度大于或等于12米的重级工作制吊车梁，或跨度大于或等于18米的轻中级工作制吊车梁宜设置辅助桁架和下翼缘（下弦）水平支撑系统，同时设置垂直支撑，其位置不宜设在发生梁或桁架最大挠度处，以免受力过大造成破坏。
对柱两侧均有吊车梁的中柱则应在两吊车梁间设置制动结构。
三、吊车梁的设计1、吊车梁钢材的选择吊车梁承受动态荷载的反复作用，因此，其钢材应具有良好的塑性和韧性，且应满足钢结构设计规范GB50017条款3.3.2~3.3.4的要求。
2、吊车梁的内力计算由于吊车荷载为移动荷载，计算吊车梁内力时必须首先用力学方法确定使吊车梁产生最大内力（弯矩和剪力）的最不利轮压位置，然后分别求梁的最大弯矩及相应的剪力和梁的最大剪力及相应弯矩，以及横向水平荷载在水平方向产生的最大弯矩。
计算吊车梁的强度及稳定时按作用在跨间荷载效应最大的两台吊车或按实际情况考虑，并采用荷载设计值。
计算吊车梁的疲劳及挠度时应按作用在跨间内荷载效应最大的一台吊车确定，并采用不乘荷载分项系数和动力系数的荷载标准值计算。
求出最不利内力后选择梁的截面和制动结构。
3、吊车梁的强度、稳定承载力验算（1）强度验算假定吊车横向水平荷载由梁加强的上翼缘或制动梁或桁架承受，竖向荷载则由吊车梁本身承受，同时忽略横向水平荷载对制动结构的偏心作用。
对于无制动结构的吊车梁按下式验算受压区最大正应力：对于焊接组合梁尚应验算翼缘与腹板交界处的折算应力。
梁的支座截面的最大剪应力，在选截面时已予保证，不必验算。
（2）局部稳定验算对于焊接组合梁，应进行局部稳定设计及验算（3）整体稳定验算当采用制动梁或制动桁架时，梁的整体稳定能够保证，不必验算。
无制动结构的梁应按下式验算：4、吊车梁疲劳验算吊车梁直接承受动力荷载，对重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架可作为常幅疲劳，验算疲劳强度。
验算的部位一般包括：受拉翼缘与腹板连接处的主体金属、受拉区加劲肋的端部和受拉翼缘与支撑的连接等处的主体金属以及角焊缝连接处。
5、吊车梁刚度验算吊车梁在竖向荷载作用下的挠度要满足给出的容许限值要求。
对冶金工厂或类似车间中工作制为A7、A8的吊车梁，按一台最大吊车的横向水平荷载（按《建筑结构荷载规范》/GB50009或本节5.6.1款取值）产生的挠度不宜超过制动结构跨度的1/2200。
应注意的是：在计算竖向挠度时系按自重和起重量最大的一台吊车计算。
6、吊车梁的合理构造设计应力集中是造成疲劳破坏的主要原因，因而应特别关注吊车梁的细部构造设计。
焊接组合吊车梁的翼缘宜用一层钢板，当采用两层钢板时，外层钢板宜沿梁通长设置，并应在设计和施工中采取措施使上翼缘两层钢板紧密接触。
吊车梁的翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板和引出板的焊透对接焊缝，引弧板和引出板割去处应予打磨平整。
焊接吊车梁和焊接吊车桁架的工地整段拼接应采用焊接或高强螺栓的摩擦型连接。
吊车梁横向加劲肋的宽度不宜小于90mm。
在支座处的横向加劲肋应在腹板两侧成对布置，并与梁上下翼缘刨平顶紧。
中间横向加劲肋的上端应与梁的上翼缘刨平顶紧，在重级工作制吊车梁中，中间横向加劲肋亦应在腹板两侧成对布置，而中、轻级工作制吊车梁则可单侧设置或两侧错开设置。
在焊接吊车梁中，横向加劲肋（含短加劲肋）不得与受拉翼缘相焊，但可与受压翼缘焊接，端加劲肋可与梁上下翼缘相焊，中间横向加劲肋的下端宜在距受拉下翼缘50~100mm处断开，其与腹板的连接焊缝不宜在肋下端起落弧。
当吊车梁受拉翼缘与支撑相连时，不宜采用焊接连接。
重级工作制吊车梁中，上翼缘与柱或制动桁架传递水平力的连接宜采用高强度螺栓的磨擦型连接，而上翼缘与制动梁的连接，可采用高强度螺栓摩擦型连接或焊缝连接。
吊车梁端部与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变形而在连接处产生的附加应力。
吊车梁的受拉翼缘边缘，宜为轧制边或自动气割边，当用手工气割或剪切机切割时，应沿全长刨边。
吊车梁的受拉翼缘上下不得焊接悬挂设备的零件，并不宜在该处打火或焊接夹具。