模块二 起重机金属结构-基本受力构件课件讲解.pptx

02Second模块二港口起重机金属结构单元一起重机金属结构概述单元二起重机金属结构的材料单元三起重机金属结构的连接单元四起重机金属结构的基本受力构件

单元四起重机金属结构的基本受力构件

单元四起重机金属结构的基本受力构件实腹式受弯构件——梁梁的构造主要承受横向弯曲的实腹构件称为梁。梁作为骨架广泛应用于起重机的桥架等。梁可作为独立的构件，也可以是整体结构中的一个部分。根据制造条件，梁分为型钢梁和组合梁两种型式。型钢梁由单根轧制型钢——槽钢、普通工字钢、轻型工字钢和H钢（图2-13）等制成，构造简单，制造方便，成本低廉。但由于型钢受轧制条件的限制，其截面尺寸的大小和面积的分布均有一定的局限性，有时不能满足具体构件的强度和刚性要求。

单元四起重机金属结构的基本受力构件图2-13型钢梁的截面形式图2-14常见组台梁的截面形式

单元四起重机金属结构的基本受力构件在相同强度的条件下，型钢梁自重较大，刚性较差。当型钢梁不能满足强度、刚性要求时，可采用组合梁。当代组合梁多为焊接梁，由钢板、型钢用电焊连接而成。最常见的焊接组合梁是由一块或两块腹板和上、下翼板组成的工字形截面（图2-14（a），（b））和箱形截面（图2-14（c））梁。其中带加强翼板的非对称工字形截面梁（图2-14（b））是专为提高受压翼板的侧向刚性而设计的，适用于上翼板受侧向水平力作用的梁，对侧向刚性和扭转刚性要求较高的梁可采用箱形截面。各类起重机中，梁的使用要求和工作特点不尽相同，梁截面也经常有相应的改变，形成众多的梁截面形式（图2-15）。

单元四起重机金属结构的基本受力构件图2-15组合梁的其他截面形式

单元四起重机金属结构的基本受力构件梁的整体稳定性截面高而窄的大跨度开口截面梁，在大刚度平面内承受横向平面弯曲时，当外载荷达到一定值后，梁的平面弯曲平衡状态变为不稳定的，偶然的微小侧向干扰力或载荷偏移即可导致梁发生侧向弯扭屈曲（图2-16），并在干扰因素消除后，依然不能恢复原来的平衡状态，这种现象称为梁丧失整体稳定性。（图2-16）

单元四起重机金属结构的基本受力构件梁由平面弯曲的稳定平衡转向平面弯曲的不稳定平衡的过渡状态称为临界状态。对应于临界状态，梁的外载荷称为临界载荷，梁的最大弯矩称为临界弯矩，梁最大弯矩截面内的最大压应力称为临界应力。由上可知，梁的整体稳定性与其侧向抗弯刚度和抗扭刚度有关。其次，由图2-16可以看出，载荷作用在上翼缘，当梁整体失稳时，由其所产生的附加偏心扭矩与截面扭转的方向是相同的，对梁的整体稳定性不利；反之，若载荷作用在下翼缘，对梁的整体稳定性有利。另外，如果在梁跨中布置一些侧向支承点，则梁的整体稳定性要好得多。

单元四起重机金属结构的基本受力构件侧向支承点的间距越小，则梁愈不容易整体失稳。要提高梁的整体稳定性，主要有二个途径：一是增大梁的侧向抗弯刚性和抗扭刚性，二是通过增加侧向支承点来减小侧向支承点的间距。由于梁的侧向抗弯刚性和抗扭刚性在很大程度上决定于翼缘宽度，所以梁的整体稳定性主要与梁的翼缘宽度和侧向支承点的间距（即受压翼板的自由长度）有关。在金属结构设计中，常用受压翼板的自由长度与翼板宽度的比值来衡量梁的整体稳定性。

单元四起重机金属结构的基本受力构件组合梁的局部稳定性在梁的截面积相同的情况下，从有利于提高梁的强度和刚性考虑，腹板应取得高一些，薄一些，从有利于提高梁的整体稳定性考虑，翼板应取得宽一些，薄一些，然而，当梁的翼板和腹扳的厚度过薄，外载荷达到一定值后，受有压应力、剪应力或局部压应力作用的腹板和翼板，就会丧失平面稳定平衡状态。偶然而微小的外界干扰因素，诸如基础振动，平面外的干扰力等，即可导致板发生波形屈曲（图2-17），并在干扰因素消失后，依然不能恢复到原来的平面平衡状态，这种现象，称为梁的局部失稳。图2-17组合梁的局部失稳

单元四起重机金属结构的基本受力构件控制梁的局部失稳可采取以下一些措施：一是增加板厚，控制板的宽厚比，宽（或高）而薄的板比窄（或矮）而厚的板容易失稳。当板宽（或高）厚比小于一定值时，板就不存在局部失稳问题，但对梁的腹板来讲，过分提高板厚是不经济的，所以这项措施主要用于梁的翼板。二是采用加劲胁，增加板的抗屈曲能力。加劲肋有柔性和刚性之分，当加劲肋的抗刚性较小，板失稳时加劲肋随板一起屈曲，这样的加劲肋属于柔性肋。当加劲肋的抗弯刚性足够大，板局部失稳时，加劲肋仍能保持为直线，这样的加劲肋属于刚性肋。用刚性肋加强的板，只可能在其分隔区格内屈曲。目前刚性肋的设计用得较多。横向刚性肋主要用于防止梁腹板的剪切失稳和局部压缩失稳，纵向刚性肋用于防止梁腹扳的平面弯曲失稳。

单元四起重机金属结构的基本受力构件组合梁的加劲肋的种