理论教育 卡轨力的产生和计算方法

卡轨力的产生和计算方法

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:《建筑结构荷载规范》6.3.1条“条文说明”:6.3.1吊车在实际运行过程中产生水平卡轨力。产生卡轨力的原因主要在于吊车轨道不直或吊车行驶时的歪斜,其大小与吊车的制造、安装、调试和使用期间的维护等管理因素有关。鉴于目前对卡轨力的产生机理、传递方式以及在正常条件下的统计规律还缺乏足够的认识,因此在取得更为系统的实测资料以前,由各结构设计规范和技术标准根据自身特点分别自行规定。故每个车轮的横向水平荷载卡轨力的计算。

卡轨力的产生和计算方法

建筑结构荷载规范》6.3.1条“条文说明”:

6.3.1(条文说明)

吊车在实际运行过程中产生水平卡轨力。产生卡轨力的原因主要在于吊车轨道不直或吊车行驶时的歪斜,其大小与吊车的制造、安装、调试和使用期间的维护等管理因素有关。在下沉的条件下,不应出现严重的卡轨现象,但实际上由于生产中难以控制的因素,尤其是硬钩吊车,经常产生较大的卡轨力,使轨道被严重啃蚀,有时还会造成吊车梁与柱连接的破坏。鉴于目前对卡轨力的产生机理、传递方式以及在正常条件下的统计规律还缺乏足够的认识,因此在取得更为系统的实测资料以前,由各结构设计规范和技术标准根据自身特点分别自行规定。

钢结构设计规范》亦有补充规定:

3.2.2 计算重级工作制吊车梁(或吊车桁架)及其制动结构的强度、稳定性以及连接(吊车梁或吊车桁架、制动结构、柱相互间的连接)的强度时,应考虑由吊车摆动引起的横向水平力(此水平力不与荷载规范规定的横向水平荷载同时考虑),作用于每个轮压处的此水平力标准值可由下式进行计算:

Hk=αPk,max (3.2.2)

式中 Pk,max——吊车最大轮压标准值;

α——系数,对一般软钩吊车,α=0.1;抓斗或磁盘吊车,宜采用α=0.15;硬钩吊车,宜采用α=0.2。

注:现行国家标准《起重机设计规范》GB/T 3811将吊车工作级别划分为A1~A8级。在一般情况下,本规范中的轻级工作制相当于A1~A3级;中级工作制相当于A4、A5级;重级工作制相当于A6~A8级,其中A8属于特重级。

3.2.3 计算屋盖桁架考虑悬挂吊车和电动葫芦的荷载时,在同一跨间每条运行线路上的台数:对梁式吊车不宜多于2台;对电动葫芦不宜多于1台。

4.3.1 轻、中级工作制吊车梁计算腹板的稳定性时,吊车轮压设计值可乘以折减系数0.9。

真题 【3.3.10】 (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。

假定吊车为重级工作制时,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)8.0 (B)14.0 (C)27.5 (D)42.0

【答案】 (C)

【详解】 根据《钢结构设计规范》3.2.2条,软钩吊车取α=0.1,横向水平力标准值为:

Hk=αPkmax=0.1×275=27.5kN,(C)正确。

【简解】 根据《钢规》3.2.2条,Hk=αPkmax=0.1×275=27.5kN,(C)正确。

真题 【3.3.11】 (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3.3.13a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,小车重g=16.6t,吊车桥架跨度Lk=31.5m,最大轮压标准值Pkmax=453.7kN,每台吊车的轮压分布如图3.3.13b所示。

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图 3.3.13

试问,吊车摆动引起的横向水平荷载标准值(kN)与下列何项数值最为接近?

(A)16.3 (B)34.1 (C)45.4 (D)65.8

【答案】 (C)

【详解】 根据《钢结构设计规范》3.2.2条,软钩吊车α=0.1,横向水平力标准值为

Hk=αPkmax=0.1×453.7=45.37kN,(C)正确。

【简解】 根据《钢规》3.2.2条,Hk=αPkmax=0.1×453.7=45.37kN,(C)正确。

真题 【3.3.12】 (2010年一级考题)

某单层工业厂房为钢结构,厂房柱距为21m,设置有两台重级工作制的软钩桥式吊车,吊车每侧有四个车轮,最大轮压标准值Pkmax=355kN,吊车轨道高度hR=150mm。每台吊车的轮压分布如图3.3.14a所示。吊车梁为焊接工字形截面,如图3.3.14b所示,采用Q345-C钢制作,焊条采用E450型。图中长度单位为mm。

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图 3.3.14

在计算吊车梁的强度、稳定性及连接的强度时,应考虑由吊车摆动引起的横向水平力。试问,作用在每个吊车轮处由吊车摆动引起的横向水平力标准值Hk(kN),与下列何项数值最为接近?(www.daowen.com)

(A)11.1 (B)13.9 (C)22.3 (D)35.5

【答案】 (D)

【详解】 根据《钢结构设计规范》3.2.2条,软钩吊车取α=0.1,横向水平力标准值为

Hk=αPkmax=0.1×355=35.5kN,(C)正确。

【简解】 根据《钢规》3.2.2条,Hk=αPkmax=0.1×355=35.5kN,(C)正确。

【3.3.13】 钢吊车梁的最大轮压设计值和横向水平荷载设计值

条件:厂房中列柱,柱距为12m,柱两列侧跨内按生产要求分别设有重级工作制软钩吊车两台,吊车起重量Q=50/10t,横行小车重g=15t,吊车桥架跨度Lk=28.5m,每台吊车轮距及桥宽如图3.3.15所示,最大轮压Pmax=470kN(标准值)。已确定吊车梁采用Q345钢,截面尺寸(无扣孔)如图3.3.16所示。

要求:确定轮压设计值和横向水平荷载设计值。

提示:1t≈10kN

【详解】

(1)求轮压设计值

根据《建筑结构荷载规范》6.3.1条,对于重级工作制的软钩吊车,吊车竖向荷载应乘以动力系数1.1。

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图 3.3.15

根据《建筑结构荷载规范》3.2.4条,对吊车荷载取活荷载分项系数1.4。

已知最大轮压Pmax=470kN,设计值为F=1.4×1.1×470=723.8kN。

(2)横向水平荷载(制动力)计算。根据《建筑结构荷载规范》6.1.2条第2款,对额定起重量为50t的吊车,其横向水平荷载标准值的百分数为10%。吊车横向水平荷载

T=1.4×0.1×(500+150)=91kN

横向水平荷载等分于桥架两端,每端的水平荷载再均分到两个车轮,车轮分配到的荷载传递到吊车梁上。故每个车轮的横向水平荷载

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(3)卡轨力的计算。根据《钢结构设计规范》3.2.2条,重级工作制吊车梁,需计算吊车摆动引起的横向水平力,每个车轮处的水平力标准值Hk=0.1Pkmax=0.1×470=47kN。

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图 3.3.16

(4)HkTH=1.4Hk=1.4×47=65.8kN。

【简解】

(1)根据《荷规》6.3.1条,动力系数取1.1。

根据《荷规》3.2.4条,分项系数取1.4。

Pmax=470kN,设计值F=1.4×1.1×470=723.8kN。

(2)根据《荷规》6.1.2条,T=1.4×0.1×(500+150)=91kN。

车轮的横向水平荷载:978-7-111-46312-2-Part01-205.jpg

(3)根据《钢规》3.2.2条,Hk=0.1Pkmax=0.1×470=47kN。

(4)HkTH=1.4Hk=1.4×47=65.8kN。

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