钢结构吊车梁设计（二）设计一般规定、荷载计算
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">作者丨吴睿智（中建五局钢结构公司）</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">一</span></strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;">设计一般规定</strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">1</span></span></strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">吊车梁及吊车的工作级别</span></strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">（1）吊车的使用等级</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">根据《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.1，吊车按照吊车可能完成的总工作循环数将使用等级划分为U0~U9共10个等级，吊车使用总工作循环数Cr与吊车使用等级及使用频繁程度的关系见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.1表1，如下：</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">表1 起重机的使用等级</span></span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/f168b1df3aa44d6099f362fd01a227e6~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1679820755&x-signature=w0hmZnazLCdqcJBKo64%2BRpPZzAM%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">（2）吊车的起升荷载状态级别</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">根据《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.2，起重机的起升载荷，是指起重机在实际的起吊作业中每一次吊运的物品质量（有效起重量）与吊具及属具质量的总和（即起升质量）的重力；起重机的额定起升载荷，是指起重机起吊额定起重量时能够吊运的物品最大质量与吊具及属具质量的总和（即总起升质量）的重力。其单位为牛顿（N）或千牛（kN）。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">起重机的起升载荷状态级别是指在该起重机的设计预期寿命期限内，它的各个有代表性的起升载荷值的大小及各相对应的起吊次数，与起重机的额定起升载荷值的大小及总的起吊次数的比值情况，据此载荷状态级别被分为Q1~Q4共4个级别。详见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.2表2。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">表2起重机的载荷状态级别及载荷谱系数</span></span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/d5512cb55ea04dd0ad71c852e9b888ec~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1679820755&x-signature=FbP9o7bTlBJRmRD5ra6Oeff8Bh8%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">（3）吊车的工作级别</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">根据吊车的10个使用等级与吊车的4个起升荷载状态级别，将吊车整机的工作级别分为A1~A8共8个级别，详见《起重机设计规范GB/T 3811-2008》3.2.3表3。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">表3 吊车的工作级别</span></span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/070d98d279d54df8b1f1bc451a308aeb~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1679820755&x-signature=1nuildrrsPDZEeEYiv6zU3CRJfQ%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">在《建筑结构荷载规范GB 5009-2012》（简称《荷规》）中，工作级别与吊车的荷载系数（《荷规》6.2）、动力系数（《荷规》6.3）及吊车荷载的组合值系数、频遇值系数、准永久值系数（《荷规》6.4）有关，为方便设计，在吊车荷载的条文说明中将吊车的工作制与工作级别的对应关系做如下规定：</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">表4 吊车的工作制等级与工作级别的对应关系</span></span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/e4c4e1f0558a4e85b7747e641dbe5e7b~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1679820755&x-signature=eU0NNIxKgrPY8PJJYBjnFc6svyc%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">2</span></span></strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">吊车梁荷载</span></strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">吊车梁荷载分为竖向荷载（吊车的竖向轮压）与水平荷载，水平荷载又分为纵向水平荷载与横向水平荷载，吊车纵向水平制动力产生纵向水平荷载，对于轻、中级工作制吊车（A1-A5），横向水平荷载考虑由小车的水平制动力产生，对于重级、特重级工作制吊车（A6-A8），横向水平荷载还需考虑吊车的摇摆力，根据《钢结构设计标准GB50017-2017》3.2.2，计算强度、稳定性以及连接的强度时，此水平力不宜与小车产生的水平制动力同时考虑。具体见下图：</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/b5a83e7795f94d8f8faddc3d51f87b4b~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1679820755&x-signature=FCVH5XWPrPMQIvWKW2NzXx9TtyA%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">吊车荷载示意图</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">（1）竖向荷载Pk，max：为吊车轮压的标准值，按工艺资料提供的吊车最大轮压采用。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">（2）纵向水平荷载Hk1：按作用在一侧轨道的所有刹车轮最大轮压的10%采用（《荷规》6.1.2）</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/bc924dd83150402bbced5d0a156ce0e8~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1679820755&x-signature=VjOp1ALcwBelPuY3KtWO1LZ6sDs%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">（3）横向水平荷载H1：根据《荷规》6.1.2，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《荷规》表6.1.2采用</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/c7db9d1875194628892fc851087f3fb8~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1679820755&x-signature=iPwh6wS1wJYoWEDrMShjTOkqpJg%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">对于重级、特重级吊车，水平挠度计算时，横向水平荷载依然按以上规则计算，计算强度时，根据《钢结构设计标准GB50017-2017》3.2.2，横向水平力按下式计算：</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/52ec2d8462d2476c895006a058d29a6a~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1679820755&x-signature=e8S5vHFlcFz7kALyBNhSM2ht9OE%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">α为摇摆力系数，软钩吊车α=0.1，抓斗或磁盘吊车α=0.15，硬钩吊车α=0.2。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">（未完待续）</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">参考文献：</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">1.《钢结构设计手册（上册）》</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">2.《起重机规范GB/T3811-2008》</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">3.《建筑结构荷载规范GB5009-2012》</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">4.《钢结构设计标准GB50017-2017》</span></span></p>
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