伪简支吊车梁的计算模型研究

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1、伪简支吊车梁的计算模型研究摘要：主厂房吊车梁多设计成简支吊车梁；然而，理想的简支梁在工程中是不存在的。本文通过吊车梁与支座的连接构造问题引出常规简支梁的“伪”的特性，通过简单的计算假定推导出了刚性简支座下伪简支梁问题的解析解，再通过更为高级和更为细致的计算模型逐一论证前面采用的计算假定的正确性，从而证实了吊车梁“伪”的特性以及由此而导出的解析表达式。笔者还根据吊车梁与厂房框架的具体连接情况分别建模进行了比较分析，旨在研究吊车梁“伪”的程度对厂房框架整体计算及吊车梁自身的影响，为结构设计提供更为准确的内力和应力。　　关键词：伪

2、简支；吊车梁；推力桁架；平截面假定；“抗放”原则　　：TU74：A：　　CalculationModelResearchofPseudoSimpleSupportedCraneBeam　　HuYunxia1HeXiyang　　（GuangdongElectricPosinturbinehallarenormallydesignedassimplesupported.Infact,idealsimplebeamdoesnotexistinrealengineerpractice.Thepseudobehaviorofnorma

3、lsimplebeamareintroducedbasedontheconnectionschemebetandsupport,analyticalexpressionoftheproblemisderivedusingthreesimpleassumptions,furthercalculationmodelsoreaccuracyandmoreadvantageareusedtoprovedtheaboveassumptionsstepbystep,.Tostudytheinfluenceofpseudobehavior

4、tostructuralanalysisandcranebeamitself,andtoprovideaccurateinternalforceandstressfordesign,turbinehallmodelingresultseareparedple;cranebeam;thrusttruss;assumptionofplanesection;resistant-releasedprincipal　　1从推力桁架到吊车梁　　普通桁架和推力桁架在受力上有本质区别。后者因为水平方向上的变形受到约束，下弦杆不能伸长，导致支

5、座处有水平推力。普通简支梁与下翼缘有水平约束的简支梁也有类似的区别：竖向荷载作用下梁的弯矩使其翼缘受拉，受拉纤维有伸长的趋势，下翼缘约束由于阻止其伸长而导致支座两端产生水平推力。支座直接约束中和轴的梁才是真正意义上的简支梁，因为在梁弯曲过程中中和轴的长度始终保持不变。为便于讨论，我们称梁下翼缘有水平约束的吊车梁为“伪”简支吊车梁。　　2伪简支梁的刚性解　　容易求得刚性支座伪简支梁推力的解析解。计算假定：1）小变形、线弹性假定；2）吊车梁全长上的任意横截面始终保持平面；3）下翼缘的水平约束刚度为无穷大。计算简图如图1所示。　　

6、　　　　图1伪简支吊车梁的计算模型　　　　支座为原点，指向右支座的方向为轴的正方向。由平衡条件可以求得任意截面梁的弯矩：　　当时：（1）　　当时：（2）　　梁下翼缘边缘处任意位置的正应变可表示为：　　（其中）（3）　　两支座之间没有水平向的相对位移，这意味着梁下翼缘边缘在水平方向上总的伸长量为零：　　（4）　　上式左边的弯矩积分计算如下：　　（5）　　其中为集中荷载作用点到左支座的距离；为其到右支座的距离。联合（4）和（5）即有：　　；（6）　　推力的大小我们通过工程实例来说明。某300/70t吊车梁，最大跨度14.5m，钢

7、梁截面2800×800×26×44，Q345材料。截面；惯性矩。大车每侧轮数为8个，轮距依次为900×3，3000，900×3，最不利情况下梁跨内可布置5个最大轮压。先假定只有一个最大轮压作用在梁的跨中。求此时梁下翼缘处支座的水平推力的大小。　　计算过程如下：　　；；　　　　要计算上述水平推力，也可以采用有限元软件建立有刚性连接杆的梁单元模型进行计算。这样求得的结果与公式（6）的计算结果完全吻合，因为两者都采用了一致的假定。梁的截面高度如此之大，平截面假定是否仍然成立？只要采用不考虑平截面假定的计算模型来核算即可。计算得到的

8、推力因子是0.743，与之前计算得到的值仅相差6%，这说明采用平截面假定是合适的。　　4支座的刚度修正　　最值得怀疑的是第三个计算假定：螺栓和连接板的刚度是有限的，在如此大的水平力作用下，必然会滑动或者屈曲；柱间支撑、牛腿以及框架柱的刚度足够小以致能将推力有效地释放。　　认为螺栓会滑动或者