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1、1太钢一钢整模车间 6m 吊车梁计算已知:AB 跨有三台吊车工作,自北向南分别为 20t、25t 和 20t,参数分别为:两台 20 吨桥式软钩吊车,重级工作制(A6) ,跨度 Lk=27m,宽度 B=5.56m,轮距 K=4.4m,最大轮压,小车重 84kN。 ;25 吨桥式软钩吊车,重级工作制( A6) ,跨度 Lk=27m,宽度max24PkNB=5.56m,轮距 K=4.4m,最大轮压 ,小车重 100kN。吊车梁里面和剖面分别见下max280PN图,计算跨度 L0=5.84m,实际长度为 5.95m,轴线距离为 6.00m,轨高 194mm,轨道安装允许偏差 20mm。图 1 吊车梁
2、立面图 图 2 吊车梁剖面图(说明:图中未填充的纵向钢筋为预应力钢筋,其余为非预应力钢筋)混凝土强度等级为 400#(其强度等级相当于 C38,考虑到混凝土碳化等因素对强度的影响,依据现行规范,按实测数据,取其强度等级为 C30) ,预应力钢筋采用冷拉钢筋,拉区强度设计值为 ,压区强度设计值为 。250/pyfNm 2190/pyfNm求解项目:一 静力及截面力学特性计算;二 预应力损失计算;三 正常使用极限状态正截面抗裂验算;四 正常使用极限状态斜截面抗裂验算;五 正截面受弯承载力验算;六 斜截面承载力计算;七 扭曲截面承载力计算;八 疲劳强度验算;九 施工阶段验算;十 受弯变形验算;十一
3、计算张拉力。附:永久荷载:1、吊车梁自重为: ;(0.29.1057)26.1(/)kNm2、轨道及连接件自重为: ;(/kNm永久荷载标准值: 。6.8.(/kg可变荷载:1、20 吨吊车(1) 、吊车竖向荷载标准值: ;,max1.246()kkPkN(2) 、吊车横向水平荷载标准值: ;,0.T2、25 吨吊车(1) 、吊车竖向荷载标准值: ;,ax.83()kk2(2) 、吊车横向水平荷载标准值: ;1,max0.28()kTPkN一 静力及截面力学特性计算静力计算:1、一台吊车作用时(25 吨的吊车)(1) 、跨内最大弯矩处 B 点( 2-2 截面)1) 、只有一个轮子作用在吊车梁上
4、(如图 3 所示)图 3 一个轮子作用在吊车梁上的受力简图自重产生的弯矩: 22013.974.12GkkMglxx吊车产生的弯矩: 2(385.4)085.QAV求最大弯矩点位置:( )2223.974.10.731.96.kGQMxxx1.45.8x利用 Lingo 软件,求得:,.()m48.()kMNm2) 、两个轮子都作用在吊车梁上(如下图所示)图 4 两个轮子作用在吊车梁上的受力简图自重产生的弯矩: 22013.974.12GkkMglxx吊车产生的弯矩: 24.618.05.5QAV求最大弯矩点位置:( )22223.97.138.90.47.19.6kGMxxx01.4x利用
5、Lingo 软件,求得:,.4()m6.5()kMNm综合考虑,取只有一个轮子作用在吊车梁上的不利情况进行计算,此时 ,求得:.()m疲劳验算时,自重产生的标准弯矩值: 3.9()fG3疲劳验算时,取用的活荷载标准值所产生的弯矩值: 49.68()fQMkNm对于承载力极限状态计算的弯矩设计值: 1.2.41.23495.71.ffGQM对于正常使用极限状态验算按荷载短期效应组合计算的弯矩值: 2.684.3()nffffs cii k 对于正常使用极限状态验算按荷载长期效应组合计算的弯矩值: 134.9507.9.7()nffflGciQi Nm吊车产生的横向水平弯矩对于承载力极限状态计算的
6、弯矩设计值: .628.3()HMk(2) 、距梁端 0.055m 处(1-1 截面,支座处)1) 、轮压作用在计算截面上时( )01xm弯矩:自重产生的标准弯矩值 20()8.(.920)()GklgkNm剪力:自重产生的标准剪力值 0().1(.)3.7()2GklVxk吊车产生的标准剪力值 038(4.)(25.40.)8.94()kQPl N基本组合剪力设计值 1.297.96.2(Vk吊车产生的横向水平剪力吊车产生的横向标准水平剪力值 08(4.)(25.40.)34.90()QkTlx N对于承载力极限状态计算的剪力设计值 1.398.6(HQkVk扭矩计算扭转中心距上边缘的距离
7、33120576902570118()iiyaI m A;10.2()em2.4.85.3()aehy1308207916QkKTPkN每个轮子产生的扭矩 .761.()ckt kNm 疲劳验算时按荷载的短期效应组合计算的扭矩值图 5 扭矩计算简图41.7425.8(0.612).0()sT kNm2) 、轮压退离计算截面 0.6h 时( )0.6120.x弯矩:疲劳验算时自重产生的标准弯矩值 2 20 .61()8.(.9)3.()GklMg kNm疲劳验算时取用的活荷载标准值所产生的标准弯矩值 38(5.461)(5.40.)0.95.47().fQ基本组合弯矩设计值 .23.9.728.
8、41()k疲劳验算时按荷载的短期效应组合计算的弯矩值 1.5.40.6fsMNm剪力:疲劳验算时自重产生的标准剪力值 0()8.2(.912)8.95()fGklVgxk疲劳验算时取用的活荷载标准值所产生的标准剪力值 38(5.461)(5.406.)3.40().fQ Nm短期效应组合计算的剪力值 8.93.8.5(fsVk每个轮子产生的扭矩 10.24.9)cktPe疲劳验算时按荷载的短期效应组合计算的扭矩值 4.9285.4(.610)8.3(fsT kNm2、两台吊车作用时(25 吨和 20 吨吊车同时作用)(1) 、跨内最大弯矩处 B 点( 3-3 截面)图 6 两台吊车均作用在吊车
9、梁上的受力简图自重产生的弯矩: 22013.974.12GkkMglxx吊车产生的弯矩: 29550.86.8QAV求最大弯矩点位置:5( )22223.974.150.49.865.198.7kGQMxxx04.68x利用 Lingo 软件,求得:, , , .6()xm.8()kNm3.70()GMkNm6.()QMkNm对于承载力极限状态计算的弯矩设计值: 1.2.41.24.62.4893.1()GQ k对于正常使用极限状态验算按荷载短期效应组合计算的弯矩值: 23.70.70.ns ciiMNm对于正常使用极限状态验算按荷载长期效应组合计算的弯矩值: 14.62.485.()nlGc
10、iQi k吊车产生的横向水平弯矩对于承载力极限状态计算的弯矩设计值: 1.428(5.67)2.(51.7)1.30()H kNm(2) 、距梁端 0.055m 处(1-1 截面,支座处)1) 、轮压作用在计算截面上时( )0xm弯矩:自重产生的标准弯矩值 20()8.1(.920)()GklMgkN剪力:自重产生的标准剪力值 0().(.)3.7()2GklVxk吊车产生的标准剪力值 3085.46.816245.841.65.93()5.Qk kN ( )基本组合剪力设计值 .2397.937.()Vk吊车产生的横向水平剪力吊车产生的横向标准水平剪力值 285.4.5841.62.4(58
11、.16)47.02()QkV kN ( )对于承载力极限状态计算的剪力设计值 .70.3()HQkVkN扭矩计算扭转中心距上边缘的距离 33112057692518()0iiyaI m A;10.2()em2.14.85.37()aehy13082916QkKTPkN 26.0.4图 7 扭矩计算简图6每个轮子产生的扭矩: 0.716.74()cQktTkNm39按荷载的短期效应组合计算的扭矩值: 1.7425.8(0.612).0()sT kNm938.s2) 、轮压退离计算截面 0.6h 时( ).x弯矩:自重产生的标准弯矩值 2 20 0.61()8.1(.92)3.()GklMg kN
12、m吊车产生的标准弯矩值 385.4645.7.61()Qk( )基本组合弯矩设计值 1.23.273.6198.()kN短期效应组合计算的弯矩值 .4sMm剪力:自重产生的标准剪力值 0()8.21(.90612)8.95()GklVgxkN吊车产生的标准剪力值 385.4645.47.0()Qk( )短期效应组合计算的剪力值 18.97.06.3()sVkN由静力计算结果,可以得到控制截面的相关信息,列于表 1 中表 1 控制截面的位置( mm)截面 距支座距离 距梁端距离 说明1-1 0 55 支座处2-2 2920 2975 一台吊车最大弯矩处3-3 2670 2725 两台吊车最大弯矩
13、处4-4 2920 2975 跨中78表 2 静力计算结果表跨内最大弯矩处 距梁端 0.055m 处(1-1 截面,支座处) ,当轮压作用在以下位置时3-3 截面距支座 2.67m正截面抗裂验算;正截面受弯承载力验算2-2 截面距支座 2.92m正截面疲劳强度验算1-1 截面支座处斜截面承载力计算;扭曲面承载力计算距 1-1 截面 0.6h 处距支座 0.6120.m斜截面抗裂验算;斜截面疲劳强度验算计算截面竖向弯矩( )kNm水平弯矩( )kNm竖向弯矩( )k剪力( kN) 扭矩( )m水平剪力( kN)竖向弯矩( )kNm 剪力( )kN扭矩( )kNm荷载效应组合MslHMfGfQVT
14、HVsMfsfGfQMsVfGfQVsTfQ自重 34.95 13.13 23.97两台吊车 983.11 707.18 505.44 187.30 752.47 20.53 65.83 286.74 273.60 466.03 447.08 21.02一台吊车 449.68 11.74910截面力学特性:截面各块编号如图 8 所示,预应力钢筋与混凝土(C30 级)弹性模量之比542.016.73sEc计算结果列于表 3 中1-1、2-2、3-3 、4-4 截面力学特性净截面重心至下边缘的距离: 416.059.3()28nSy mA换算截面重心至下边缘的距离: 0 4152.6705.18()83SyA净截面惯性矩: 0510 410423.89.759.436.10()nnIIySm换算截面惯性矩: 00 510 410424.9547.812.670389()IIySm图 8 1-1、2-2、3-3 、4-4 截面 图 9 1-1、2-2、3-3、4-4 截面力学特性11表 3 截面力学特性截 面 共 同 部 分 1-1、2-2、3-3、4-4 截面项 次编序号 号42(10)Am540(1)Ima( mm)SAa43(10)mISa104()m(1) 576.83728.960 6.8956.6.30371混凝土面积 (2) 20