钢筋混凝土吊车梁的疲劳计算及加固处理

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1、钢筋混凝土吊车梁的疲劳计算及加固处理万晨耀(无锡轻大建筑设计研究院有限公司,江苏无锡214036)摘要:基于疲劳与吊车工作制的关系,探讨了吊车梁疲劳计算的若干技术问题,提供了钢筋混凝土吊车梁疲劳计算的算例、加固方法及计算过程,可为工业建筑吊车梁的设计、管理和维护提供参考依据。关键词:疲劳;吊车;工作制;混凝土吊车梁FATIGUECOMPUTATIONANDREINFORCEMENTOFRCCRANEBEAMWanChenyao(WuxiQingdaArchitectureDesignInstituteCo,Ltd

2、,Wuxi214036,China)Abstract:Inthispaper,basedontherelationshipbetweenfatigueandcraneduty,thekeytechnicalproblemsoffatiguecomputationforRCcranebeamarebrieflydiscussed.Thecasehitoryoffatiguecomputation,reinforcementmethodetcoftheRCcranebeamarealsogiven,whichshow

3、sthatthemethodandtheresultscanbeusedasreferencefordesign,managementandmaintenanceofRCcramebeaminanindustrialbuilding.Keywords:fatigue;crane;workduty;concretecranebeam当结构承受荷载多次重复作用时,结构断面最大应力远低于静力试件的极限强度(或屈服强度)时出现的破坏称为疲劳破坏。疲劳失效破坏是工程结构承受反复荷载作用下主要失效破坏模式之一,如工业厂房中吊

4、车梁结构破坏。疲劳破坏是一个非常缓慢的过程,其实质是一个损伤累积的过程。据国家有关部门统计,我国的工业建筑面积约20亿m2。使用期限超过30年以上的约为711亿m2,占3515%,其中大部分已超过或接近设计使用年限。为保证目前和未来的安全生产,急需对这些工业厂房进行鉴定、加固和改造。同时,为适应生产科技进步与国民经济发展需要,在厂房中增加设备和生产密度,势必增加了厂房的荷载,特别是对吊车梁系统的破坏会更加严重,其中80%～90%的破坏是疲劳引起的破坏。吊车梁系统是工业厂房的重要组成部分,它承受着在其上行走的吊车,

5、吊车梁结构状况良好与否,直接关系到厂房的安全生产。吊车梁的疲劳分析,设计计算显得越来越重要,对此问题的研究将为工业厂房的维修改造决策提供强有力的依据。设定的吊车的工作级别是根据GB/T3811-2008《起重机设计规范》进行划分的。其中GB/T3811-2008的划分标准是在考虑起重机吊车繁忙程度的同时,又区分吊车的使用等级和载荷状态两个因素进行确定的。按吊车在使用期50年内要求的总的工作循环次数分成10个利用等级,按吊车荷载达到其额定值的频繁程度分成4个载荷状态(轻、中、重、特重),根据要求的利用等级和载荷状态

6、,就可以确定吊车的工作级别。规范共分8个工作级别,作为吊车设计的依据,同时也为吊车梁及厂房设计提供依据。起重机的利用等级见表1。起重机的载荷状态表明了起重机受载的轻重程度,它与两个因素有关,即与所起升的载荷与额定载PQi荷之比和各个起升载荷P的作用次数C与QiipQmaxCiPQi总的工作循环次数CT之比C有关。表示和pQmaxTCi关系的图形称为载荷谱。载荷谱系数Kp由式CT(1)计算:1吊车的工作级别我国的GB50009-2001《建筑结构荷载规范》IndustrialConstructionVol141,S

7、upplement,2011作者:万晨耀,男,1977年出生,二级注册结构师。收稿日期:2011202212工业建筑2011年第41卷增刊201级,见表2。=Σ[CiPQi)m]((1)KpCTpQmaxn表2起重机的载荷状态及其名义载荷谱系数Kp荷重状态荷重谱系数Kp说明其中∑CiCT==C1+C2+C3++Cn很少起升额定载荷,一般起升轻微载荷有时起升额定载荷,一般起升中等载荷经常起升额定载荷,一般起升较重的载荷i=1Q12轻01000

8、3,CnQ22中01125