理论教育 吊车荷载-注册结构工程师考试精讲

吊车荷载-注册结构工程师考试精讲

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:(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。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。图 3.3.6真题 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,应与下列何项数值最为接近?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。

吊车荷载-注册结构工程师考试精讲

(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F2F3处的截面。

(2)求F2Fk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FRF2F3的距离相等,978-7-111-46312-2-Part01-155.jpg

Fk与合力FR位于梁中点两侧的对称位置,Fk=F2时,距跨中为978-7-111-46312-2-Part01-156.jpg

(3)根据《结构力学》最大弯矩公式,绝对最大弯矩:

978-7-111-46312-2-Part01-157.jpg

(4)当取F3Fk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F2Fk时相等。

(5)由以上计算可知,绝对最大弯矩为Mmax=414.6kN·m

978-7-111-46312-2-Part01-158.jpg

图 3.3.1

978-7-111-46312-2-Part01-159.jpg

图 3.3.2

【简解】

(1)F2Fk时:

合力:FR=82×4=328kN

F1=F2=F3=F4,合力FRF2F3的距离相等,978-7-111-46312-2-Part01-160.jpg

Fk=F2时,距跨中为978-7-111-46312-2-Part01-161.jpg

(2)绝对最大弯矩:

978-7-111-46312-2-Part01-162.jpg

(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?

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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

978-7-111-46312-2-Part01-164.jpg

978-7-111-46312-2-Part01-165.jpg

图 3.3.4

求合力FRFk的距离aa=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FRFk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978-7-111-46312-2-Part01-166.jpg978-7-111-46312-2-Part01-167.jpg,(B)正确。

978-7-111-46312-2-Part01-168.jpg

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

978-7-111-46312-2-Part01-169.jpg

FRFk的距离:a=2.97-1.86=1.11m

(2)距离为:978-7-111-46312-2-Part01-170.jpg,(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。

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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。

978-7-111-46312-2-Part01-172.jpg

图 3.3.7

978-7-111-46312-2-Part01-173.jpg,(A)正确。

【简解】978-7-111-46312-2-Part01-174.jpg,(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:

978-7-111-46312-2-Part01-175.jpg

图 3.3.8

合力点位置:978-7-111-46312-2-Part01-176.jpg978-7-111-46312-2-Part01-177.jpg978-7-111-46312-2-Part01-178.jpg

最大弯矩:978-7-111-46312-2-Part01-179.jpg,(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:978-7-111-46312-2-Part01-180.jpg978-7-111-46312-2-Part01-181.jpg

最大弯矩:978-7-111-46312-2-Part01-182.jpg,(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

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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,978-7-111-46312-2-Part01-184.jpg

吊车最大轮压位置如图3.3.10所示,跨中最大弯矩标准值:

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图 3.3.9

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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。

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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

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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

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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。

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【简解】 根据《荷规》6.1.2条:

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(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

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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

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(A)正确。

【简解】 根据《荷规》表6.1.2:

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(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

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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。

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(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】

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图 3.3.12

(1)根据《混规》6.7.2条:

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(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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