经典图书 发表时间:2014/2/12
吴涛
钟星立
杨川
1 前言
简支吊车梁结构形式具有受力特性清晰,设计简单等特点,广泛的在工业厂房设计采用,现有的结构设计规范中均采用简支吊车梁的结构形式。
连续吊车梁属于超静定结构,具有以下优点(1)良好的竖向、水平刚度,在同样的载荷作用下,竖向挠度明显比简支吊车梁少;(2)较好的使用条件,在支座连接处无明显的变形转折;(3)较好的经济性能,在相同的条件下较简支吊车梁可节约钢材10%左右。
虽然连续吊车梁具有以上优点,但是连续吊车梁属于超静定结构,在移动荷载作用下的受力特性:弯矩包络线、剪力包络线、最不利位置等属于计算上的难点。相对于简支吊车梁,连续吊车梁的受力特性分析要复杂很多,这也是制约连续吊车梁实际广泛应用的一个重要原因。
本文以2跨6米连续吊车梁为研究对象,通过计算机仿真模拟,对连续吊车梁在吊车荷载、恒载荷作用下的受力特性进行分析,为连续吊车梁的应用提供参考。
本文的计算分析对象为两跨连续吊车梁,约束条件为两端简支,中间连续,不考虑吊车梁支座宽度对于弯矩以及剪力的影响。吊车梁截面采用工字型截面,其计算如下图1、图2所示:
图1 连续吊车梁计算简图
图2 连续吊车梁截面简图
连续吊车梁采用BEAM188单元,每个节点有6个自由度,即沿x,y和z方向的移动、转动自由度。有限元模型见图3所示。
2.3 仿真模型参数设置 2.3.1 材料模型 材料采用Q235B钢,弹性模量为200GPa,泊松比为0.3,密度为7850kg/m3。 2.3.2 边界及载荷条件 (1)支座处边界:在梁的两端铰接,即约束x,y和z方向的移动自由度;在梁的中部固接,即约束x,y 和z方向的移动、转动自由度。 (2)吊车荷载 同时考虑两部吊车作用于连续吊车梁上 轮压标准值:289kN 动力系数:1.05 活荷载分项系数:1.4 轮压设计值:424.83kN (3)恒荷载: 吊车梁自重标准值:1.53kN/m 轨道及附属设计:0.735kN/m3 连续吊车梁计算结果分析 3.1 弯矩包络图 采用2部吊车在不同间距情况下以1m/s的恒定速度通过吊车梁。将各个节点的弯矩值进行分析整理,得到如图4所示的弯矩包络图。
图4 弯矩包络图 从图4的弯矩包络图可以得出,2跨6m连续吊车梁弯矩包络图为对称分布。其负弯矩包络图呈线性分布状态,从0-4.4m,负弯矩从0增加到167.7kN·m;在中间支座处达到极值644.6kN·m。其正弯矩包络线呈出大致抛物线分布状态,正弯矩的极值出现在2.1m以及9.9m处,正弯矩的极值为661.1kN·M。 弯矩极不利位置如图所示。
图5 负弯矩极不利位置
图6 正弯矩极不利位置1
图7 正弯矩极不利位置2 |