金業廠房吊車梁設計思考的論文】
1概述
冶金工業廠房中支承各型別吊車的吊車梁系統結構，按照吊車生產使用狀況和吊車工作制可分為輕級、中級、重級及特重級(冶金廠房內的夾鉗、料耙等硬鉤吊車)四個等級。根據《起重機設計規範》及《建築結構荷載規範GB50009-2001》將吊車工作制化分為A1～A8級。一般情況下，輕級工作制相當於A1～A3級；中級工作制相當於A4、A5級；重級工作制相當於A6～A8，其中A8屬於特重級。吊車梁系統是冶金工業廠房重要的承重系統之一。吊車梁一般設計成簡支結構(簡支結構具有傳力明確、構造簡單、施工方便等優點)。焊接實腹式“工”形鋼吊車梁又以其傳力明確、製作施工方便而在冶金工業廠房中廣泛應用。
2焊接實腹式“工”形吊
車梁選用的材料宜考慮下列要求
2.1當吊車梁工作溫度不高於0℃但高於-20℃時，鋼材對於Q235和Q345宜採用Q235C鋼、Q345C鋼，保證具有0℃衝擊任性合格；對於Q390鋼和Q420鋼應具有-20℃衝擊韌性的合格保證。當吊車梁工作溫度不高於-20℃時對於Q235鋼和Q345鋼宜採用Q235D鋼、Q345D鋼,應具有-20℃衝擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應具有-40℃衝擊韌性的合格保證。其質量應分別符合現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700—2006和《低合金高強結構鋼》GB/T1591—1994的規定。當採用其它牌號的鋼材時，尚應符合相應有關標準的規定要求。
2.2對重級和超重級工作制吊車梁中厚度大於40毫米的鋼板，應提出厚度方向抗層狀撕裂的Z35向性能級別要求、鋼板正火供貨的要求；其它結構採用鋼板厚度大於50毫米時，也應提出厚度方向抗層狀撕裂的Z向性能級別要求。
2.3吊車梁的連結材料應符合下列要求：手工焊接採用的焊條，應符合現行國家標準《碳鋼焊條》GB/T5117—1995或《低合金鋼焊條》GB/T5118—1995的規定。自動焊接或半自動焊接採用的焊絲和焊劑應與主體金屬力學效能相適應，並應符合現行國家標準的規定。連線用的高強度螺栓應按要求選用。
3焊接實腹式“工”型截面吊車梁的設計宜考慮下列要求：
3．1吊車梁應儘可能在工廠整體制作，特殊情況需分段出廠現場拼接時，可採用上翼緣焊接，腹板與下翼緣高強螺栓拼接的方式；跨度12～24米的吊車梁，可根據其自重的計算撓度值起拱，跨度超過24米的吊車梁，應根據其自重的計算撓度增加班加3～5毫米起拱；重級工作制和特重級工作制吊車梁的撓度與其跨度比宜小於1/900～1/1000。
3．2為統一柱肩梁頂部標高，可調整吊車梁端部截面高度，設計成變截面形式的支座，一般宜採用突變式或魚腹式，柱兩側梁高相差較大時，可採用疊接連線。同時應注意驗算突變式腹板主拉應力的疲勞強度，並應考慮應力集中的影響，採取相應的構造。
3．3重級工作制和起重量Q≥50t的中級工作制吊車梁，上翼緣與腹板應為焊透的'K型焊縫，焊縫質量應達到一級的要求。下翼緣與腹板應為帖緊角焊縫，焊縫質量應不低於二級的要求。
3．4 吊車梁跨度一般為15米或18米，宜整體運輸安裝，抽柱處跨度達到或超過30米時宜分成三部分運輸，現場拼接後整體吊裝。吊車梁腹板與上、下翼緣的拼接應遵守下列原則：上翼緣板的拼接應儘量避開跨中1/4跨度範圍，下翼緣應儘量避開跨中1/3跨度範圍，腹板應儘量避開跨中1/5跨度範圍。拼接處應設定引弧板，拼接焊縫保證焊透，焊縫質量等級不應小於二級。加勁與拼接縫應錯開200毫米以上。
3．5吊車梁制動結構設計。當吊車梁的跨度在12米及以上時或吊車為重級工作制時，均宜設定制動結構。當吊車梁的跨度小於或等於6米，吊車起重量小於或等於50噸且為輕、中級工作制又不需要設安全走道時，可不設制動結構，僅將吊車樑上翼緣加寬，滿足整體穩定的計算要求。
3．6吊車梁的垂直支撐應設定在吊車梁變形最小處，因此簡支吊車梁不應在跨中設定垂直支撐，通長宜設定在靠近端部的1/3～1/4處，一般每一根吊車梁設定兩道，對稱設定。
3．7 吊車梁端部一般採用突緣支座，在廠房兩端及伸縮縫處採用平板支座。
4對吊車梁連線要求
鋼結構的現場連線與拼接可採用下列方法：現場地面組裝，視具體情況可用焊接或高強螺栓連線，特殊情況可採用栓焊連線。栓焊連線的承載力可按高強螺栓與焊接共同工作計算，應先栓後焊。
4．1焊接連線一般要求：
4．1．1焊縫的質量等級一般應符合以下規定：a）直接承受動力的構件，其對接焊縫一般不低於一級；b）承受靜力受拉構件的對接焊縫不低於一級，承受靜力受壓構件的對接焊縫不低於二級；c）製作過程中板件的拼接的一般應採用全熔透焊縫，其質量等級與構件相同；d）一般構件的貼角焊縫的質量等級按二級焊縫要求檢查。
4．1．2現場焊接的焊縫基本構造要求：a）受力構件的最小角焊縫高度hf=6mm，一般最大角焊縫高度hf不超過16mm；b）最小焊縫長度lf=100mm；
4．2螺栓連線一般要求:
4.2.1普通螺栓、高強螺栓的螺栓直徑與孔徑關係：a）螺栓直徑d＝＜16mm時，孔徑d0=d＋1.5mm；b）螺栓直徑d＞16mm時，孔徑d0=d＋2mm；
4.2.2 摩擦性高強螺栓連線構件的摩擦面應按下列要求處理：a）設計採用的摩擦面抗滑移係數μ≥0.45；b）吊車梁的拼接接頭，其摩擦面應按噴砂、噴丸處理；砂輪打磨僅容許用於現場區域性處理，並打磨後的表面必須平整。
5吊車梁防護
5.1冶金工業廠房鋼結構按侵蝕程度分類見附表。
5.2在Ⅰ、Ⅱ類建築屋內的吊車梁構件以及節點板的厚度不得小8mm，其受力焊縫應採用連續焊縫，焊腳尺寸hf不宜小於8mm；其它杆件的厚度不得小6mm，焊腳尺寸hf亦不宜小於6mm。鋼結構表面防護應符合有關要求。
5.3鋼結構塗裝前應進行除鏽處理，當採用噴砂、噴丸的方法處理時，除鏽等級不得低於Sa2.5級；當採用手工的方法處理時，除鏽等級不得低於St3級。鋼結構除鏽不準採用酸洗除鏽工藝。
5.4當吊車梁系統的結構表面長期受輻射熱達150℃以上或在短時間內可能受到高溫作用時，應採用設定金屬板等隔熱措施進行防護。
6結語
隨著科學技術的不斷髮展，對於冶金工業廠房的大跨度、大噸位重級及特重級吊車梁系統來說，一定會有多種解決方法來滿足受力和工藝要求。對於吊車梁結構設計，就是在結構的可靠與經濟、適用與美觀之間，選擇一種最佳的合理平衡，使所建造的吊車梁結構滿足各種預定的功能要求。