厂房结构加固计算书讲解.docx

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1、厂房吊车梁结构校核计算LHqz2015-11-2吊车梁承载结构校核计算书计算;初审;审核;批准;山东龙辉起重机械有限公司2015-11-2（一）原吊车梁校核计算 11 .原吊车梁设计资料12 .吊车梁截面内力计算43 .吊车梁板件宽厚比验算 74 .吊车梁截面强度验算75 .吊车梁变形计算96 .翼缘与腹板的连接焊缝验算 107 .吊车梁腹板局部稳定验算 108 .梁端支座强度验算 13（二）吊车梁加固后计算141 .设计资料142 .吊车梁截面内力计算183 .吊车梁板件宽厚比验算 214 .吊车梁截面强度验算215 .吊车梁变形计算236 .翼缘与腹板的连接焊缝验算247 .吊车梁腹板局部

2、稳定验算248 .梁端支座强度验算27（三）立柱加固后校核281 . 设计资料292 .H型刚力学性能计算29（四）总结31厂房吊车梁结构校核计算（一）原吊车梁校核计算一.原吊车梁设计资料1基本信息：验算依据：钢结构设计规范 （GB 50017-2001）建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）吊车梁跨度：l=6000 mm吊车梁平面外计算长度：l 0=6000 mm吊车梁所在柱列：边列柱吊车梁所在位置类型：端跨2吊车信息：吊车梁上仅运行一台吊车第一台吊车基本信息（参图I ）图I吊车一几何尺寸示意图吊车类型：32t-213_轻级软钩吊车吊车跨度：21300mm吊车自重：13t吊车起重量：

3、32t工作级别：A1A3（轻级）吊钩形式：软钩吊车小车重量：2t单侧轮子数：2个最大轮压：20.25t最小轮压：3.25t吊车宽度：3500mm吊车轮距Ci： 3000mm3荷载信息：吊车竖向荷载增大系数：刀v=1.03吊车荷载分项系数：r c=1.4当地重力加速度值：g=9.8附加竖向均布活载标准值：0 kN/m附加水平均布活载标准值：0 kN/m吊车一动力系数：科1=1.05吊车一横向水平刹车力系数：3 1=0.1吊车一摆动力系数：a 1=04验算控制信息：吊车梁竖向挠度允许值：1/800吊车梁水平挠度允许值：1/22005吊车梁截面信息：截面型号：H-450*260(220)*8*12用

4、户自定义截面截面材料类型：Q235截面每米质量:71.96 kg/m截面几何参数如下：截面高度H =450 mm上翼缘宽度B1=260 mm下翼缘宽度B2=220 mm腹板厚度T w =8 mm上翼缘厚度Tf1=12 mm下翼缘厚度Tf2=12 mm截面力学参数如下：x轴毛截面惯性矩Ix=32665.8 cm 4x轴净截面惯性矩Inx=30076.8 cm 4x轴上翼毛截面抵抗矩wx=1529.77 cm 3x轴上翼净截面抵抗矩Wnx=1324.16 cm 3x轴下翼净截面抵抗矩 Wnxi =1349.57 cm 3y轴上翼毛截面抵抗矩 Wy =217.248 cm 3y轴上翼净截面抵抗矩 W

5、hy =99.8588 cm 3上翼缘有效净面积 A ne =25.56 cm 2净截面中和轴高度 C ny =222.862 mm吊车梁采用等截面梁：截面端部高度 h d =800mm端部x轴毛截面惯性矩I d =32665.8 cm 4端部x轴毛截面静矩S d =809.97 cm 3端部x轴上翼缘静矩S du =1739.51 cm 3端部x轴下翼缘静矩S dd =608.43 cm 36吊车梁制动结构信息：吊车梁不采用任何制动结构7吊车梁截面焊缝信息：吊车梁腹板与上翼缘采用焊透的T 形组合焊缝吊车梁腹板与下翼缘采用双面角焊缝下翼缘焊脚高度：hfd=9 mm吊车梁腹板与翼缘焊缝采用：自动

6、焊8腹板加劲肋信息：横向加劲肋布置方式：两侧成对布置横向加劲肋端部焊接方式：连续回焊，不断弧横向加劲月选用：SB6_Q235横向加劲月iJ间距：a=2400 mm横向加劲月宽度：90 mm横向加劲肋端部到下翼缘距离：50 mm吊车梁不配纵向加劲肋和横向短加劲肋9支座信息：吊车梁采用的支座类型：一边突缘支座，一边平板支座平板支座加劲肋选用：SB6_Q235平板支座加劲肋宽度：90 mm加劲肋焊缝抗剪强度：9 mm平板支座选用：SB20_Q235平板支座宽度：90 mm平板支座长度：980 mm突缘支座加劲肋选用：SB24_Q235突缘支座加劲肋宽度：710 mm伸出下翼缘长度：20 mm与截面腹

7、板焊脚高度：16 mm与截面上翼缘焊脚高度：9 mm与截面下翼缘焊脚高度：9 mm10计算参数：梁截面材料屈服强度：f y=235 N/mm2梁截面材料转换系数：CF=(235/235) 0.5 =1上翼缘截面抗拉强度：ft =215 N/mm2下翼缘截面抗拉强度：fb=215 N/mm2梁腹板截面抗剪强度：fv=125 N/mm2梁腹板端面承压强度：fce=325 N/mm2吊车梁焊缝抗剪强度：fw=160 N/mm2二.吊车梁截面内力计算：1吊车梁支座处最大剪力 Vd十算(参图出)：竖向附加恒载作用下端部剪力Vda=0 kN吊车一考虑动力系数后最大轮压标准值：P1=1.05 X 20.25

8、 X 103=21262.5 kg吊车竖向荷载作用下端部剪力：Vdc=1.03 X 9.8 X 21262.5 X （2*6000-3000）/6000X 10-3 =450.71 kN端部最大剪力计算值：Vd=450.71 kN用户取端部最大剪力：Vd=450.71 kN2跨中最大竖向弯矩 Mvr#算（参图IV ）:FP1：P112250 （75口）,150。, 750卜300013。00图【V 跨中最大竖向弯矩Mvm和剪力Vm计算简图竖向附加恒载作用下跨中弯矩MVa=0 kN*m吊车一考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值：P1=1.05 X 20.25 X 103=21262.5 kg吊车荷

9、载合力：F=21262.5 X 2=42525kg左支座反力：R=42525X 2250/6000=15946.9kg吊车梁跨中弯矩MVc计算：Mc=1.4 X 1.03 X 9.8 X 15946.9 X 2250 X 10-6 =507.048 kN*m跨中最大弯矩计算值：MVm=507.048 kN*m用户取跨中最大弯矩：MVm=507.048 kN*m3跨中最大竖向弯矩对应剪力Vm十算（参图W）：竖向附加恒载作用下端部剪力Vma=0 kN吊车一考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值：P1=1.05 X 20.25 X 103=21262.5 kg吊车荷载合力：F=21262.5 X 2=4

10、2525kg左支座反力：R=42525X 2250/6000=15946.9kg最大弯矩点左侧剪力计算：Vnl=1.4 X 1.03 X 9.8 X 15946.9 X 10-3=225.355 kN最大弯矩点右侧剪力计算：vmr=vmi-1.4 x 1.03 X 9.8 X 21262.5 X 10-3=-75.1183 kN跨中最大弯矩对应的剪力计算值：Vm=225.355 kN用户取端部最大剪力：Vm=225.355 kN4吊车梁跨中最大水平弯矩Mhr#算（参图IV ）:水平附加恒载作用下跨中弯矩Mha=0 kN*m吊车一考虑刹车力系数及其放大后单轮横向作用力标准值：P1 =0.1 X

11、（32+2）/2/2 X 103=850 kg吊车荷载合力：F=850 X 2=1700kg左支座反力：R=1700X 2250/6000=637.5kg吊车梁跨中弯矩Mhc计算：Mhc=1.4 X 9.8 X 637.5 X 2250 X 10-6 =20.6636 kN*m跨中最大水平弯矩计算值：Mhm=20.6636 kN*m用户取跨中最大水平弯矩：Mhm=20.6636 kN*m5跨中最大竖向弯矩标准值Mvki十算（参图IV ）:竖向附加恒载作用下跨中弯矩MVka=0 kN*m吊车一单轮最大轮压标准值：P1=20.25 X 103=20250 kg吊车荷载合力：F=20250 X 2=

12、40500kg左支座反力：R=40500X 2250/6000=15187.5kg吊车梁跨中弯矩MVkc计算：Mkc =1.4 X 9.8 X 15187.5 X 2250 X 10-6 =344.931 kN*m跨中最大弯矩计算值：MVk=344.931 kN*m用户取跨中最大弯矩：MVk=344.931 kN*m6跨中最大水平弯矩标准值Mhk十算（参图IV ）:水平附加恒载作用下跨中弯矩Mhka=0 kN*m吊车一考虑刹车力系数及其放大后单轮横向作用力标准值：P1 =0.1 X （32+2）/2/2 X 103=850 kg吊车荷载合力：F=850 X 2=1700kg左支座反力：R=17

13、00X 2250/6000=637.5kg吊车梁跨中弯矩Mhkc计算：Mhkc=1.4 X 9.8 X 637.5 X 2250 X 10-6=14.0569 kN*m跨中最大水平弯矩计算值：Mhk=14.0569 kN*m用户取跨中最大水平弯矩：Mhk=14.0569 kN*m三.吊车梁板件宽厚比验算：1受压(上)翼缘宽厚比验算：受压翼缘宽厚比限值：b 0/t=15*(235/fy)0.5 =15翼缘自由外伸宽度：b0=126 mm翼缘宽厚比：b0/Tf1=126/12=10.5 15,满足2腹板高厚比验算：腹板高厚比限值：h 0/t=250腹板计算高度：h0=426 mm翼缘宽厚比：h0/

14、Tw=426/8=53.25 1,不满足2下翼缘受拉强度验算：E =MVm/Wnx1/f b=507.048 X 103/1349.57/215=1.747491,不满足3端部腹板剪应力强度验算：考虑截面削弱系数1.2。=1.2*Vd*Sdx/I dx/Tw/1.2/f v=1.2 X 450.71 X 809.97/32665.8/8/125 X 102=1.34108 1,不满足4最大轮压下腹板局部承压强度验算：考虑集中荷载增大系数后的最大轮压设计值按第一台吊车计算：吊车最大轮压：Pmax=20.25 t轻、中级工作制吊车梁，依钢规4.1.3取增大系数：少=1.0F=丫 c*m_GFact

15、or* j * 科 *Pmax=1.4 X 9.8 X 1 X 1.05 X 20.25=291.721 kN梁顶到腹板计算高度上边缘距离：hy=Tfi =12 mm轨道高度：hR=134 mm集中荷载沿跨度方向支承长度取为：50 mm集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度：lz=50+5*hy+2*hR=50+5X 12+2 X 134=378 mm(rc=F/Twlz=291.721 X 103/8/378=96.4687 N/mm 2腹板抗压强度设计值：fce=325 N/mm2局部承压强度比E = b c/f ce=96.4687/325=0.296827 0 1,满足5腹板与上翼

16、缘交接处折算应力强度验算：按跨中最大弯矩及其对应的剪力和最大轮压计算计算点局部压应力：d c=60.5014 N/mm2(参见腹板局部承压验算)计算点正应力计算计算点到中和轴的距离：y1=H-Cny-0.5*T f1 =215.138 mm0- =MVm/I n*y 1=507.048/30076.8 X 215.138 X 102=362.69 N/mm2计算点剪应力计算上翼缘对中和轴静矩：S1=(y 1+0.5叮 f1 )*B 1*Tf1 X 10-3=689.951 cmT =Vm*S1/I x/Tw=225.355 X 689.951/32665.8/8 X 102=59.4978 N

17、/mm 2b与bc同号，强度设计值增大系数：3 1=1.1折算应力强度比E =( (T 2+ (T c2- 6 * (T c+ T 2) 0.5 /f/ 3 1=(362.69 2+60.5014 2-362.69 X 60.5014+59.4978 2)/215/1.1=1.48824 1 ,不满足6吊车梁整体稳定性验算：截面不对称影响系数：受拉翼缘板厚度：tf1 =12mm 受压翼缘板厚度：t f2 =12mm受拉翼缘中心到 y轴距离：di=yi-t fi/2=213.534-12/2=207.534mm 受压翼缘中心到 y轴距离：d2=y2-t f2/2=236.466-12/2=230

18、.466mm 受拉翼缘对 y轴惯性距:I i=bi*t fi *di2=260X 12X207.534 2=1.3438e+008mm 受压翼缘对 y轴惯性距：I 2=b2*t f2*d22=220X i2X 230.466 2=i.40222e+008mn4a b=I 2/(I i+I 2)=i.40222e+008/(i.3438e+008+i.40222e+008)=0.5i0639I2li受压翼缘增强r b=2* a b-i=2 X 0.5i0639-i=0.02i2776 等截面工字形简支梁3 b计算：受压翼缘无支撑长度：l i=6000mm受压翼缘宽度：bi=260mm受压翼缘厚度

19、：ti=tf=12mmE =(l i*ti)/( bi*h)=(6000 X 12)/(260 X 450)=0.615385 跨中无侧向支承，集中荷载作用在上翼缘E 0.6 :()b=1.07-0.282/ ()b=1.07-0.282/1.12943=0.820317取()b=()b =0.820317取工字形截面塑性发展系数：丫 y=1.2整体稳定强度比：E =MVm/WX/()b+Mhm/ 丫 y/W/ =(507.048/1529.77/0.820317 X 103+20.6636/1.2/217.248)X 103/215=2.24799 1 ,不满足五.吊车梁变形计算：1竖向挠度

20、计算竖向挠度限值：8 =l/800=7.5 mm按渐变式变截面梁计算吊车梁竖向挠度S =MVk*l 2/E/I x/10*(1+0.12*(1-Id/I x)=344.931 X 60002/206000/32665.8/10X (1+0.12 X (1-32665.8/32665.8)X 102=18.4533 mm 7.5 ,不满足2水平挠度计算依钢规附录A.1.2条，无须验算吊车梁及其制动结构的水平变形!六.翼缘与腹板的连接焊缝验算1上翼缘与腹板连接焊缝验算：上翼缘与腹板采用T形对接与角接组合焊缝，强度满足要求2下翼缘与腹板连接焊缝验算：按梁端最大剪力计算：下翼缘焊脚计算高度：he=0.

21、7*h fd=6.3 mm下翼缘焊缝强度E =(Vd*Sdd/I d)*0.5/h e/f w二(450.71 X 608.43/32665.8)*0.5/5.6 X 10/160=0.416412 & 1,满足七.吊车梁腹板局部稳定验算：1吊车梁腹板加劲肋布置简图(参图IX ):IIII,23B324001133M2J图IX吊军梁腹板加劲肋布置简图吊车梁腹板局部稳定由区格n控制区格n腹板仅设置横向加劲肋2吊车梁局稳验算内力影响线输出：单位力作用于XM时，XL到XR区间的平均剪力为:当 X=X 时：Vmear=-X/L当 XLXR寸：Vmear=(L-X L-XR)*X-L*X L)/L/(X

22、 R-XL)当 X=R寸：Vmear=1-X/L单位力作用于XM时，XL到XR区间的平均弯矩为：当 X=X 时：Mnear=0.5*X*(2*L-X L-Xr)/L当 XlX=XB寸：Mnear=0.5*(L-X)*(X L+XR)/L3吊车梁区格n局稳验算内力计算 (参图n广图X吊车梁区格II局稳验算内力计算简图区格n左端坐标：XL=2383 mm区格n右端坐标：XR=4783 mm吊车一考虑动力系数后最大轮压标准值：P1=20.25 X 1.05 X 103=21262.5 kg吊车一下为轻、中级工作制吊车梁，依钢规4.3.1取折减系数：=0.9吊车梁区格n最大集中力设计值计算：吊车轮压力

23、仅有Pi作用于n内F=1.4 X 9.8 X 21262.5 X 0.9=262.549 kN吊车梁区格n平均剪力设计值计算：Vmean=1.4 X 1.03 X 9.8 X (+(-21262.5 X 1783/5932)+(21262.5 X (5932-4783)/5932) X 10-3=-32.114 kN吊车梁区格n平均弯矩设计值计算：Mnean=1.4 X 1.03 X 9.8 X (+(21262.5 X 1783X (2 X 5932-2383-4783)/5932 X 0.5)+(21262.5 X (5932-4783) X (2383+4783)/5932 X 0.5)

24、 X 10-6=420.679 kN*m4吊车梁区格n局部稳定验算：吊车梁腹板区格n的横向加劲肋间距为：a=2400 mm区格n腹板计算高度：h0=H-Tfi -T f2 =426 mm区格n截面中和轴高度：Cyn =236.466 mm区格n截面对 W由关系矩：I x n =32665.8 cm区格n腹板计算高度边缘到中和轴距离：hc n =H-Tf1 -Cy n =201.534 mm区格n腹板计算高度边缘应力计算：d =MVm*h c/I x n =427.471 X 201.534/32665.8 X 102=279.434 N/mm 2t =Vm/h 0/T w=-30.2186/4

25、26/8 X 103=-8.86695 N/mm 2(rc=F/L z/Tw=262.549/378/8 X 103=86.8219 N/mm2正应力单独作用下的临界应力计算：腹板区格II受压区高度：hc=H-Cy-T f1 =201.534 mm入 b=2*h c/T w/177/C f =2 X 201.534/8/177/1=0.284653入 b1.0 ,取入 s=h0/T w/41(5.34+4/(a/h0)2)0.5 /Cf=426/8/41/(5.34+4/22) 0.5/1=0.55552入 sw 0.8 ,取。cr =f v=125 N/mm2局部压应力单独作用下的临界应力计

26、算：a/h 0=21.5 ,取入 c=h0/Tw/28(18.9-5*a/h0)0.5/Cf=426/8/28/(18.9-5 X 2) 0.5/1 =0.63748入 cW 0.9 ,取 b c,cr =fw=215 N/mm2区格n局部稳定性强度比E =( 6 / 0- cr )2+( T / T cr) 2+ 0- c/ o- c,cr =2.09806 1 ,不满足八.梁端支座强度验算：腹板每侧有效宽度：be=15*CF*T w=120 mm支座加劲肋平面外计算长度：l 0=h0=426 mm1梁端平板支座加劲肋强度验算：加劲肋材料强度设计值：fr=215 N/mm2支座加劲肋截面强度

27、设计值：ff =min(f r, f w)=215 N/mm2梁腹板伸出支座加劲肋外宽度：br=0.5 x (90-6)=42 mmbrbe,取腹板有效总宽度：bef =120+42=162 mm加劲肋截面面积：Af=186X 6+162 X 8=2424 mm2加劲肋截面惯性矩：I f=1863X 6/12+162 X 83/12=3.22434e+006 mm 4加劲肋截面回转半径：if=(I f/Af)0.5=(3.22434e+006/2424) 0.5=36.4715 mm加劲肋平面外长细比：入f=l0/i f =426/36.4715=11.6803弱轴轴压稳定系数：b类截面a 1

28、=0.65a 2=0.965a 3=0.3正则化长细比：入 n=(f y/E) 0.5*(入/兀)=(235/206000) 0.5 X(11.68/3.14)=0.126入 n=0.126 0.215。=1- “ 1 入 n2=1-0.65 X 0.126 2=0.99平面外稳定强度比：E =Vd/ /Af/f f =450709.69/0.99/2424/215=0.874& 1,满足2平板加劲肋与腹板连接焊缝验算：焊缝强度设计值：fwf=160 N/mm2焊缝单侧计算长度：l f=426 mm焊缝强度比：E =Vd/4/0.7/lf/f wf/h ff=450709.69/4/0.7/4

29、26/160/9=0.262 & 1,满足3梁端突缘支座加劲肋强度验算：加劲肋材料强度设计值：fr=205 N/mm2支座加劲肋截面强度设计值：fp=min(fr,f w=205 N/mm2加劲肋截面面积：Ap=710X 24+120 X 8=18000 mn?加劲肋截面惯性矩：I p=7103x 24/12+120 X 83/12=715827120 mm4加劲肋截面回转半径：ip=(I p/A p) 0.5 =(715827120/18000) 0.5=199.42 mm加劲肋平面外长细比：入p=l0/i p=426/199.42=2.14弱轴轴压稳定系数：b类截面a 1=0.65a 2=

30、0.965a 3=0.3正则化长细比：入 n=(f y/E) 0.5*(入 / 兀)=(235/206000) 0.5 X (2.14/3.14)=0.023入 n=0.023 3000:3000图N一踏中最大竖向弯矩Mvm和剪力Vm计算简图竖向附加恒载作用下跨中弯矩MVa=0 kN*m吊车一考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值：P1=1.05 X 20.25 X 103=21262.5 kg吊车荷载合力：F=21262.5 X 2=42525kg左支座反力：R=42525X 2250/6000=15946.9kg吊车梁跨中弯矩MVc计算：Mc=1.4 X 1.03 X 9.8 X 15946.

31、9 X 2250 X 10-6=507.048 kN*m跨中最大弯矩计算值：MVm=507.048 kN*m用户取跨中最大弯矩：MVm=507.048 kN*m3跨中最大竖向弯矩对应剪力vm十算（参图W）：竖向附加恒载作用下端部剪力Vma=0 kN吊车一考虑动力系数后单轮竖向作用力标准值：P1=1.05 X 20.25 X 103=21262.5 kg吊车荷载合力：F=21262.5 X 2=42525kg左支座反力：R=42525X 2250/6000=15946.9kg最大弯矩点左侧剪力计算：vmi=1.4 X 1.03 X 9.8 X 15946.9 X 10-3=225.355 kN最

32、大弯矩点右侧剪力计算：vm产Vmi-1.4 X 1.03 X 9.8 X 21262.5 X 10-3=-75.1183 kN跨中最大弯矩对应的剪力计算值：V=225.355 kN用户取端部最大剪力：V=225.355 kN4吊车梁跨中最大水平弯矩Mhr#算（参图IV ）:水平附加恒载作用下跨中弯矩Mha=0 kN*m吊车一考虑刹车力系数及其放大后单轮横向作用力标准值：P1 =0.1 X （32+2）/2/2 X 103=850 kg吊车荷载合力：F=850 X 2=1700kg左支座反力： R=1700X 2250/6000=637.5kg吊车梁跨中弯矩Mhc计算：Mhc=1.4 X 9.8

33、 X 637.5 X 2250 X 10-6 =20.6636 kN*m跨中最大水平弯矩计算值：Mhm=20.6636 kN*m用户取跨中最大水平弯矩：Mhm=20.6636 kN*m5跨中最大竖向弯矩标准值Mvki十算（参图IV ）:竖向附加恒载作用下跨中弯矩MVka=0 kN*m吊车一单轮最大轮压标准值：P1=20.25 X 103=20250 kg吊车荷载合力：F=20250 X 2=40500kg左支座反力： R=40500X 2250/6000=15187.5kg吊车梁跨中弯矩MVkc计算：Mkc =1.4 X 9.8 X 15187.5 X 2250 X 10-6 =344.931

34、 kN*m跨中最大弯矩计算值：MVk=344.931 kN*m用户取跨中最大弯矩：MVk=344.931 kN*m6跨中最大水平弯矩标准值Mhk十算（参图IV ）:水平附加恒载作用下跨中弯矩Mhka=0 kN*m吊车一考虑刹车力系数及其放大后单轮横向作用力标准值：P1 =0.1 X （32+2）/2/2 X 103=850 kg吊车荷载合力：F=850 X 2=1700kg左支座反力： R=1700X 2250/6000=637.5kg吊车梁跨中弯矩Mhkc计算：Mhkc=1.4 X 9.8 X 637.5 X 2250 X 10-6=14.0569 kN*m跨中最大水平弯矩计算值：Mhk=1

35、4.0569 kN*m用户取跨中最大水平弯矩：Mhk=14.0569 kN*m三.吊车梁板件宽厚比验算：1受压(上)翼缘宽厚比验算：受压翼缘宽厚比限值：b 0/t=15*(235/fy) 0.5 =15翼缘自由外伸宽度：b0=126 mm翼缘宽厚比：b0/Tfi=126/12=10.5 15,满足2腹板高厚比验算：腹板高厚比限值：h 0/t=250腹板计算高度：h0=726 mm翼缘宽厚比：h0/Tw=726/8=90.75 1,不满足2下翼缘受拉强度验算：E =MVm/Wnx1/f b=507.048 X 103/3153.38/215=0.747884 0 1 ,满足3端部腹板剪应力强度验算：考虑截面削弱系数1.2t =1.2*V d*Sdx