(一)吊车梁承担的竖向吊车荷载
《建筑结构荷载规范》规定:
6.1.1 吊车竖向荷载标准值,应采用吊车的最大轮压或最小轮压。
【3.3.1】 吊车梁的绝对最大弯矩
条件:如图3.3.1所示吊车梁,跨度10m,作用有两台吊车。
要求:该吊车梁的绝对最大弯矩
【详解】
(1)由图3.3.1可知,绝对最大弯矩位于荷载F2或F3处的截面。
(2)求F2为Fk时的最大弯矩:
梁上荷载的合力:FR=82×4=328kN
由于F1=F2=F3=F4,故合力FR与F2、F3的距离相等,。
Fk与合力FR位于梁中点两侧的对称位置,Fk=F2时,距跨中为。
(3)根据《结构力学》最大弯矩公式,绝对最大弯矩:
(4)当取F3为Fk时,根据对称性由图3.3.2可知,其作用位置处的最大弯矩与F2为Fk时相等。
(5)由以上计算可知,绝对最大弯矩为Mmax=414.6kN·m
图 3.3.1
图 3.3.2
【简解】
(1)F2为Fk时:
合力:FR=82×4=328kN
F1=F2=F3=F4,合力FR与F2、F3的距离相等,。
Fk=F2时,距跨中为。
(2)绝对最大弯矩:
(3)根据对称性,绝对最大弯矩为Mmax=414.6kN·m
真题 【3.3.2】 (1999年一级考题)
12m跨简支钢吊车梁,设有两台起重量Q=50/10t桥式吊车,每台吊车大车轮压分布及桥架宽度资料如图3.3.3所示。在一跨吊车梁上只可能有三个轮子同时作用,梁自重忽略不计。试问,梁上最大弯矩作用截面距最近梁端支座的距离应为以下何项数值?
图 3.3.3
(A)3.58m (B)5.44m (C)5.85m (D)6.00m
【答案】 (B)
【详解】
(1)一跨只能放三个轮子,设中间轮为Fk如图3.3.4所示,求出合力FR位置x:
图 3.3.4
求合力FR与Fk的距离a:a=2.97-1.86=1.11m
(2)求最大弯矩作用截面距最近梁端支座的距离
将图3.3.4的荷载放入图3.3.5的12m跨简支梁中,使FR和Fk的位置对称于梁的中点,此时Fk下截面的弯矩达到最大弯矩。最大弯矩作用截面距最近梁端支座的距离为,(B)正确。
图 3.3.5
【简解】
(1)一跨放三个轮子,设中间轮为Fk,求出合力点位置x:
FR与Fk的距离:a=2.97-1.86=1.11m
(2)距离为:,(B)正确。
真题 【3.3.3】~【3.3.4】 (2007年一级考题)
某多跨厂房,中列柱的柱距为12m,采用钢吊车梁,吊车梁的中心间距为2m,已确定吊车梁的截面尺寸如图3.3.6a所示,吊车梁采用Q345钢制造,使用自动焊和E50焊条的手工焊。在吊车梁上行驶两台重级工作制的软钩桥式吊车,其起重量Q=50/10t,小车中g=16.6t,吊车桥架跨度Lk=31.5m,最大轮压标准值P=453.7kN,每台吊车的轮压分布如图3.3.6b所示。
图 3.3.6
真题 【3.3.3】 (2007年一级考题)
试问,由两台吊车垂直荷载产生的吊车梁支座处的最大剪力设计值(kN),应与下列何项数值最为接近?
(A)1616.0 (B)1516.2 (C)1191.3 (D)1083.0
【答案】 (A)
【详解】
(1)根据《建筑结构荷载规范》6.3.1条,当计算吊车梁及其连接的承载力时,吊车竖向荷载应乘以动力系数。对工作级别为A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车,动力系数可取1.1。
(2)根据《建筑结构荷载规范》6.1.1条条文说明中表5可知重级吊车指A6、A7工作级别。
(3)最大轮压设计值:P=1.4×1.1×Pk=1.4×1.1×453.7=698.7kN
(4)两台吊车车轮位置如图3.3.7所示。
图 3.3.7
,(A)正确。
【简解】,(A)正确。
真题 【3.3.4】 (2007年一级考题)
试问,由两台吊车垂直荷载产生的吊车梁的最大弯矩设计值(kN·m),应与下列何项数值最为接近?
(A)2677 (B)2944 (C)3747 (D)4030
【答案】 (D)
【详解】
(1)根据《建筑结构荷载规范》6.3.1条,当计算吊车梁及其连接的承载力时,吊车竖向荷载应乘以动力系数。对工作级别为A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车,动力系数可取1.1。
(2)根据《建筑结构荷载规范》6.1.1条条文说明中表5可知重级吊车指A6、A7工作级别。
(3)最大轮压设计值:P=1.4×1.1×Pk=1.4×1.1×453.7=698.7kN。
(4)两台吊车车轮布置如图3.3.8所示:
图 3.3.8
合力点位置:,
最大弯矩:,(D)正确。
【简解】
(1)根据《荷规》6.3.1条,动力系数1.1。
(2)轮压设计值:P=1.4×1.1×Pk=1.4×1.1×453.7=698.7kN。
(3)合力点位置:,
最大弯矩:,(D)正确。
真题 【3.3.5】 (2008年二级考题)
某跨度为6m的钢筋混凝土简支吊车梁,安全等级为二级,环境类别为一类,计算跨度l0=5.8m,承受两台A5级起重量均为10t的电动软钩桥式吊车,吊车的主要技术参数见表3.3.1。
表3.3.1 (g=10m/s2)
当进行承载力计算时,在吊车竖向荷载作用下,吊车梁的跨度最大弯矩设计值M(kN·m),应与下列何项数值最为接近?
提示:两台吊车在6m跨吊车梁上产生的最大弯矩位置如图3.3.9所示。(www.daowen.com)
(A)279 (B)293 (C)310 (D)326
【答案】 (D)
【详解】
(1)由图3.3.9可知,a=B-W=(5.92-4.0)=1.92m,
吊车最大轮压位置如图3.3.10所示,跨中最大弯矩标准值:
图 3.3.9
图 3.3.10
(2)根据《建筑结构荷载规范》3.2.4条,可变荷载的分项系数为1.4,根据《建筑结构荷载规范》6.3.1条,A5级吊车的动力系数为1.05,跨中最大弯矩设计值:
1.4×1.05Mk=1.4×1.05×221.7=325.9kN·m
【分析】 根据《建筑结构荷载规范》6.2.2条,仅计算排架时两台吊车荷载折减系数为0.9,本题不考虑此折减系数。
(二)吊车梁承担的纵向吊车荷载
《建筑结构荷载规范》规定:
6.1.2 吊车纵向和横向水平荷载,应按下列规定采用:
1 吊车纵向水平荷载标准值,应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的10%采用;该项荷载的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。
真题 【3.3.6】 (2005年一级考题)
某单层双跨等高钢筋混凝土柱厂房,其平面布置图、排架简图及边柱尺寸如图3.3.11所示。该厂房每跨各设有20/5t桥式软钩吊车两台,吊车工作级别为A6级,吊车参数见表3.3.2。
提示:1t≈10kN。
图 3.3.11
a)平面布置图 b)边柱尺寸图 c)排架简图
表3.3.2 吊车参数
试问,在计算Ⓐ或Ⓒ轴纵向排架的柱间支撑内力所需的吊车纵向水平荷载(标准值)F(kN),与下列何项数值最为接近?
(A)16 (B)30 (C)34 (D)64
【答案】 (C)
【详解】
(1)根据《建筑结构荷载规范》6.2.1条,作用在Ⓐ轴和Ⓒ轴轨道上的吊车轮各有四个,一台四轮桥式吊车每侧一个刹车轮;考虑多台吊车水平荷载时,对单跨或多跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数不应多于2台。
(2)查《建筑结构荷载规范》表6.2.6,工作级别A6,两台吊车的荷载折减系数取0.95。
(3)根据《建筑结构荷载规范》表6.1.2-1,水平荷载标准值:
F=0.95×0.1×2×178=33.82kN,(C)正确。
【简解】
(1)根据《荷规》第6.2.1条,考虑两台。
(2)根据《荷规》表6.2.6,荷载折减系数0.95。
(3)根据《荷规》6.1.2-1条,F=0.95×0.1×2×178=33.82kN,(C)正确。
(三)吊车梁承担的横向吊车荷载
《建筑结构荷载规范》规定:
6.1.2 吊车纵向和横向水平荷载,应按下列规定采用:
2 吊车横向水平荷载标准值,应取横行小车重量与额定起重量之和的百分数,并应乘以重力加速度,吊车横向水平荷载标准值的百分数应按表6.1.2采用。
表6.1.2 吊车横向水平荷载标准值的百分数
3 吊车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,并应考虑正反两个方向的刹车情况。
注:1.悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受;设计该支撑系统时,尚应考虑风荷载与悬挂吊车水平荷载的组合。
2.手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
真题 【3.3.7】 (2006年一级考题)
某单层工业厂房,设置有两台Q=32/5t的软钩桥式吊车,吊车每侧有两个车轮,轮距4.7m,最大轮压标准值Pmax=275kN,吊车横行小车重量标准值g=108.8kN,吊车轨道的高度hR=130mm。当吊车为中级工作制时,试问,作用在每个车轮处的横向水平荷载标准值(kN),应与下列何项数值最为接近?
(A)15.9 (B)10.6 (C)22.2 (D)11.1
【答案】 (B)
【详解】 根据《建筑结构荷载规范》表6.1.2。吊车横向水平荷载标准值,应取横行小车重量与额定起重量之和的百分数。
【简解】 根据《荷规》6.1.2条:
(B)正确。
真题 【3.3.8】 (2008年二级考题)
某跨度为6m的钢筋混凝土简支吊车梁,安全等级为二级,环境类别为一类,计算跨度l0=5.8m,承受两台A5级起重量均为10t的电动软钩桥式吊车,吊车的主要技术参数见表3.3.3。
表3.3.3 (g=10m/s2)
在大车的每个车轮处作用于吊车梁上的横向水平荷载标准值Tk(kN),应与下列何项数值最为接近?
(A)4.2 (B)8.5 (C)11.8 (D)14.1
【答案】 (A)
【详解】 根据《建筑结构荷载规范》表6.1.2,横向水平荷载标准值的百分数为12%,有
(A)正确。
【简解】 根据《荷规》表6.1.2:
(四)动力系数
《建筑结构荷载规范》规定:
6.3.1 当计算吊车梁及其连接的承载力时,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;对工作级别为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。
真题 【3.3.9】 (2008年二级考题)
某跨度为6m的钢筋混凝土简支吊车梁,安全等级为二级,环境类别为一类,计算跨度l0=5.8m,承受两台A5级起重量均为10t的电动软钩桥式吊车,吊车的主要技术参数见表3.3.4。
表3.3.4 (g=10m/s2)
当仅在吊车竖向荷载作用下进行疲劳验算时,吊车梁的跨中最大弯矩标准值Mfk(kN·m),应与下列何项数值最为接近?
(A)159 (B)167 (C)222 (D)233
【答案】 (B)
【详解】
(1)根据《混凝土结构设计规范》6.7.2条,在疲劳验算中,荷载应取标准值,吊车荷载应乘以动力系数,并按一台吊车考虑,如图3.3.12所示。
(2)根据《建筑结构荷载规范》6.3.1条,A5级软钩吊车,动力系数可取1.05。
Mfk=1.05Mk=1.05×159.2=167.2kN·m,(B)正确。
【简解】
图 3.3.12
(1)根据《混规》6.7.2条:
(2)根据《荷规》6.3.1条,动力系数1.05。
Mfk=1.05Mk=1.05×159.2=167.2kN·m,(B)正确。
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