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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
