本小节介绍钢筋混凝土屋架的设计要点，其内容主要包括：屋架高度和截面尺寸的确定、荷载及其组合、内力分析、杆件截面设计及构造要求、屋架的扶起和吊装验算等。实际上，钢筋混凝土屋架的节点具有一定的刚性，并非理想铰接；此外，在按连续梁计算上弦杆弯矩时，假定支座为不动铰支座，而实际上屋架节点是有位移的。......
2023-08-30
混凝土结构设计要点：3.6.2吊车梁设计
【摘要】：吊车梁是厂房的主要承重构件，承受起重机的起吊、运行时产生的移动荷载；同时对传递纵向水平荷载、加强厂房纵向刚度起着重要作用。图3-56 内力影响线、可能的荷载不利布置及内力包络图吊车梁的每一截面，根据移动荷载组的间距和荷载值，都可计算出它的最大内力。图3-56c为两台起重机作用下吊车梁的弯矩包络图和剪力包络图。由弯矩包络图可见，梁的绝对最大弯矩截面靠近跨中的左右两侧。
吊车梁是厂房的主要承重构件，承受起重机的起吊、运行时产生的移动荷载；同时对传递纵向水平荷载、加强厂房纵向刚度起着重要作用。本小节介绍起重机梁的设计要点，其内容主要包括：截面尺寸的确定、内力计算和截面验算等。
1.截面尺寸的确定
吊车梁的截面一般设计成I形或T形、截面高度与起重机起重量有关，一般取h=（1/10～1/5）l，l为吊车梁的高度。吊车梁的上翼缘承受横向制动力产生的水平弯矩，翼缘宽度bf′=（1/15～1/10）l，翼缘厚度取hf′=（1/10～1/7）h。腹板厚度由抗剪和配筋构造要求确定，一般取腹板高度的1/7～1/4。I形截面的下翼缘宜小于上翼缘，由布置预应力筋的构造决定。
2.内力计算
除具有一般简支梁的受力特点外，吊车梁在内力计算方面还具有下列特殊性。
（1）在一组移动荷载作用下梁的绝对最大内力 吊车梁在一组移动荷载作用下，任一指定截面I—I（见图3-56a）的最大内力可用影响线原理求得。将各集中力Pi分别作用在I—I截面上（见图3-56b），并根据影响线求出相应的内力值，其中最大者就是该截面在这组移动荷载下的最大内力，相应于最大内力的荷载位置称为该截面的荷载最不利位置。
图3-56 内力影响线、可能的荷载不利布置及内力包络图
吊车梁的每一截面，根据移动荷载组的间距和荷载值，都可计算出它的最大内力。将各截面的最大内力连接起来即为内力包络图，它是设计吊车梁的主要依据。图3-56c为两台起重机作用下吊车梁的弯矩包络图和剪力包络图。
由弯矩包络图可见，梁的绝对最大弯矩截面靠近跨中的左右两侧。为找出绝对最大弯矩的截面位置，应先确定一组已知荷载的合力P所在位置（见图3-57）；若梁的中线平分此合力和相邻一集中力的间距时，则此集中力所在位置的截面就可能出现绝对最大弯矩。图3-57中的梁有两种可能，应分别计算其界面间距，选其中较大者作为此梁的绝对最大弯矩。
（2）横向弯矩和剪力 吊车梁在横向制动力作用下发生横向弯曲，其受力状态可视为在水平截面内工作的简支梁。可用起重机竖向荷载作用下相同的分析方法，求得吊车梁的最大横向弯矩和最大横向剪力。
（3）截面扭矩 起重机竖向轮压和横向水平制动力对吊车梁截面的弯曲中心均存在偏心距（见图3-58），故每个起重机轮子作用于吊车梁的扭矩mT为
mT=0.7（μPmaxe1+Te2） （3-29）
图3-57 求绝对最大弯矩时移动荷载的位置
图3-58 吊车梁的扭矩
在疲劳强度验算时，不考虑横向水平制动力的作用，则
mT=0.8μPmaxe1 （3-30）
由于截面扭矩影响线与剪力影响线相同，故吊车梁的绝对最大扭矩发生在靠近支座截面处，可由剪力影响线求得总扭矩MT；
MT=∑mTiyi （3-31）
上述各式中，0.7和0.8为扭矩和剪力共同作用时的组合值系数；e1为轨道安装偏差，一般取20mm；e2为T的作用线对吊车梁截面弯曲中心的偏心距e2=ha+ya；ha为轨道顶面至吊车梁顶面的距离；ya为吊车梁顶面至弯曲中心的距离，可按材料力学有关公式计算；yi为各mT对应剪力影响线的坐标值。
3.截面验算
吊车梁是一种受力复杂的双向弯、剪、扭构件，且在使用阶段对其承载力、刚度和抗裂性要求较高，故需要按表3-6所示的内容进行验算。具体计算方法可参阅相关资料。
表3-6 吊车梁截面验算项目
注：1.g为恒荷载，包括吊车梁及轨道连接件的重力荷载；Pmax为起重机最大轮压；T为起重机横向水平制动力；μ为动力系数。
2.表格中I代表当为预应力混凝土吊车梁时，要进行预应力混凝土构件制作时相应的验算。
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