【正文】 作用于梁的跨度中央時(shí)（圖26 ），其最大靜撓度由下式確定： 對(duì)于圖 （26） 所示情況，梁的最大靜撓度：=允許靜撓度值分別推薦如下：2） 門(mén)式起重機(jī)的跨中撓度式中 L——起重機(jī)的跨度。4） 門(mén)式起重機(jī)跨中水平位移=根據(jù)剛度條件，型鋼梁需要的截面慣性矩為：式中 ——梁的跨度（）；——型鋼梁的許用撓度 ——電動(dòng)葫蘆在額定起重量時(shí)的總輪壓（不計(jì)動(dòng)力系數(shù)）。 5） 動(dòng)剛度在起重機(jī)小車(chē)卸載時(shí)，主梁在垂直方向?qū)a(chǎn)生衰減振動(dòng)，這種振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響不大，但對(duì)于起重機(jī)的正常使用以及司機(jī)的操作田間卻是不利的，緩慢的衰減過(guò)程影響到起重機(jī)的生產(chǎn)率，因此，從現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求出發(fā)（特別是對(duì)高速運(yùn)行的起重機(jī)以及要求所吊運(yùn)件能精確安裝的起重機(jī)），起重機(jī)應(yīng)保證一定的動(dòng)剛度。對(duì)于工藝上及生產(chǎn)率上有較高要求的橋式起重機(jī)，應(yīng)驗(yàn)算動(dòng)剛度，要求小車(chē)位于跨中時(shí)的滿(mǎn)載自振頻率f不應(yīng)低于2HZ。鋼絲繩繞組的剛度系數(shù)（其物理意義為使鋼絲繩繞組在荷重懸掛處產(chǎn)生單位靜伸長(zhǎng)所需的力）可按下式計(jì)算：=式中 ——鋼絲繩繞組的剛度系數(shù)； ——繞組的分支數(shù)； ——所用的鋼絲繩的縱向彈性模數(shù)，與鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)，； ——一根鋼絲繩的鋼絲截面積。1） 橋式類(lèi)型起重機(jī)梁的腹板可能在下列幾種應(yīng)力作用下喪失穩(wěn)定性：2） 彎曲剪應(yīng)力：在剪力作用下，梁的腹板會(huì)在45度方向受壓而在斜向失去局部穩(wěn)定性；3）彎曲正（壓）應(yīng)力。金屬結(jié)構(gòu)也可能在以上幾種應(yīng)力共同作用在梁的腹板上時(shí)喪失局部穩(wěn)定。圖 （27） 腹板局部穩(wěn)定的計(jì)算Fig (27) web plate partial stable putation為了保證梁的腹板的局部穩(wěn)定性，通常用加勁板或加勁桿來(lái)加固腹板，這樣要比增加腹板的厚度經(jīng)濟(jì)些。梁的高度比較大，這時(shí)，除設(shè)置橫向加勁板外，常常在腹板的受壓區(qū)設(shè)置一條縱向加勁線(xiàn)，如果需要，例如從工藝方面限制腹板旁彎和波浪形，在腹板受壓區(qū)也設(shè)置縱向加勁桿（圖27）。當(dāng)時(shí)，橫向加勁板之間的距離不應(yīng)大于2h或3m；當(dāng)時(shí)?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)中，為了限制腹板波浪度，一般取間距m。3）如果腹板僅在正應(yīng)力作用下，當(dāng)（對(duì)于低碳鋼）或（對(duì)于低合金鋼）時(shí)，可不必加固?？v向加勁條截面必須的慣性矩見(jiàn)表36。6）在有縱向加勁條的情況下，橫向勁板的慣性矩為：=3=縱向加勁條所需的慣性矩根據(jù)比值確定7）當(dāng)梁的上翼緣作用有集中載荷（例如正軌箱形結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)）時(shí)，一般在腹板上須設(shè)置短橫向加勁板，其高度或。對(duì)于正軌箱形梁，腹板同時(shí)受彎曲正應(yīng)力，剪應(yīng)力和集中輪壓作用在腹板上緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力。彈性嵌固起提高腹板屈曲系數(shù)的作用，能水平位移，有降低抗屈曲能力的作用，所以可以偏安全地認(rèn)為腹板的上下支承是只能轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)支支承，不考慮其嵌固影響。薄板在各種載荷情況和各種支承情況下的局部穩(wěn)定的臨界屈曲應(yīng)力公式可寫(xiě)成如下通式：、式中 、——分別為x方向正應(yīng)力、剪切應(yīng)力和y方向局部壓應(yīng)力作用下的臨界屈曲應(yīng)力；x——板邊支承情況影響系數(shù)，也稱(chēng)嵌固系數(shù)，兩非承載邊簡(jiǎn)支支承時(shí)取1，~，詳見(jiàn)表 （23）；、——分別為簡(jiǎn)支支承板在受x方向正應(yīng)力、剪應(yīng)力和y方向局部應(yīng)力時(shí)的屈曲系數(shù)，其值參見(jiàn)表（23）；——板屈曲的歐拉應(yīng)力，可按下式計(jì)算：= 式中 D=——板的單位寬度彎曲剛度；——板厚；____垂直于正應(yīng)力方向的板寬，驗(yàn)算腹板時(shí)為腹板的計(jì)算高度；a____垂直于局部壓應(yīng)力方向的板長(zhǎng)，驗(yàn)算腹板時(shí)為橫向加勁板間的距離；E——彈性模數(shù)；—波桑比。，按上式求得折減臨界復(fù)合應(yīng)力：式中 ——材料的屈服點(diǎn)。只要作用在板上的載荷應(yīng)力（在非均布應(yīng)力時(shí)取最大的應(yīng)力值）小于極限應(yīng)力（或許用應(yīng)力），板是穩(wěn)定的，其驗(yàn)算公式如下：或=或=或式中n——安全系數(shù)，其值與強(qiáng)度安全系數(shù)一致，； 和——分別為正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力作用下的許用屈曲臨界應(yīng)力。在工程設(shè)計(jì)中，為了滿(mǎn)足上式公式，有時(shí)不得不增加板厚，這常常要增加鋼材用量。剛性的加強(qiáng)肋（加勁條）能起到支承作用，將板分割為若干區(qū)格，改變了板在計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)的寬度b和a的值。但要注意的是剛性加強(qiáng)肋要有足夠的彎曲剛度，要能起到支承板的作用。 是加強(qiáng)肋繞被加強(qiáng)板板厚中心線(xiàn)的面積慣性矩。對(duì)于剛性加強(qiáng)肋而言，有最小剛度比 ，亦即當(dāng)剛性加強(qiáng)肋使區(qū)格板的屈曲臨界應(yīng)力小于（最多是等于）這塊加肋整板的屈曲臨界應(yīng)力時(shí)，此加強(qiáng)肋的剛度比即為最小剛度比。當(dāng)加強(qiáng)板剛度不夠時(shí)，加肋板仍以整板屈曲模態(tài)失穩(wěn)。帶柔性肋板的屈曲系數(shù)可按公式計(jì)算。所有剛性肋的面積慣性矩（）必須大于此值。此時(shí)上區(qū)格板的驗(yàn)算公式應(yīng)為改寫(xiě)的下式，即 下區(qū)格板的局部驗(yàn)算公式則為：式中， 和分別為上區(qū)格板和下區(qū)格板的屈曲臨界應(yīng)力。根據(jù)滿(mǎn)足局部穩(wěn)定性條件，列出了受壓翼緣尺寸比例關(guān)系。當(dāng)60（50） 時(shí)（括號(hào)內(nèi)數(shù)字用于低合金鋼），應(yīng)設(shè)置一條縱向加勁條，縱向加勁條的慣性矩： 式中 系數(shù)，按表（22）選用。圖（29）受局部壓力的區(qū)格板 圖（210）受壓翼緣的尺寸比例 Fig (29) local pressure area frame Fig (210) bearing flange size proportion1）自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)的概念起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)中的梁為非圓截面直桿，而且是開(kāi)口薄壁（工字形截面等）后閉口薄壁（箱形截面）結(jié)構(gòu)。如果所有的截面都自由翹曲，則在截面上不會(huì)產(chǎn)生正應(yīng)力，這稱(chēng)為自由扭轉(zhuǎn)，這時(shí)，桿件所有截面的翹曲量相同。這種情況只有當(dāng)?shù)冉孛嬷睏U的兩端作用大小相等而方向相反的力偶，且無(wú)任何約束時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。表（24）系數(shù) 值Table (24) coefficient Value注：，式中a——箱形梁橫向加勁板間距；b——兩腹板間距。圖（211）桿件的自由扭轉(zhuǎn)Fig (21) member free torsion如果桿件受扭時(shí)截面不能自由翹曲，也即由于支座的阻礙或其它原因的限制，這稱(chēng)為約束扭轉(zhuǎn)。由于縱向纖維的軸向應(yīng)變，就使得截面上不僅存在著扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，還存在發(fā)向應(yīng)力，又因?yàn)楦骺v向纖維的法向應(yīng)力不一定相同，就導(dǎo)致桿件產(chǎn)生彎曲（圖211） ，所以約束扭轉(zhuǎn)也常稱(chēng)為彎曲扭轉(zhuǎn)。 如圖（213）中的工字梁右端剛性固定，左端自由，并作用著扭轉(zhuǎn)，于是也將產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)。因此在翼緣上產(chǎn)生了正應(yīng)力，同時(shí)由于彎曲變形，又產(chǎn)生了附加剪應(yīng)力 ，這種附加剪應(yīng)力 只能平衡一部門(mén)外扭轉(zhuǎn)，剩下的外扭轉(zhuǎn)將由純扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 來(lái)達(dá)到平衡。由 合成內(nèi)扭矩記為 ，稱(chēng)為約束扭轉(zhuǎn)力矩；由 合成的內(nèi)扭矩記為 ，稱(chēng)為自由扭轉(zhuǎn)力矩。槽形），其扭轉(zhuǎn)慣性矩 ，按下式計(jì)算：、 矩形窄條相應(yīng)的寬度和厚度（cm）修正系數(shù)，對(duì)于各種截面的 值列出如下：軋制 形截面 軋制 形截面 軋制 形截面 開(kāi)口截面剪應(yīng)力沿截面上的分布如下圖所示。開(kāi)口薄壁構(gòu)件約束扭轉(zhuǎn)引起的應(yīng)力很高，有時(shí)甚至超過(guò)構(gòu)件受自由彎曲時(shí)的應(yīng)力，必須予以重視。閉口截面純扭轉(zhuǎn)剪力流由于在整個(gè)截面上環(huán)行封閉，因而其扭抗能力特別強(qiáng)，這是它的主要優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。閉口截面薄壁構(gòu)件自由扭轉(zhuǎn)時(shí)，在截面上產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力按下式計(jì)算：=式中 截面輪廓中線(xiàn)所圍成的面積的兩倍；截面中最小壁厚（cm）。 1）閉口截面薄壁構(gòu)件單位長(zhǎng)度相對(duì)扭轉(zhuǎn)角按下式計(jì)算： ==式中 ， 系數(shù)，對(duì)焊接構(gòu)件 ：對(duì)鉚接構(gòu)件 ； 對(duì)截面閉合軸線(xiàn)全積分。約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 約為自由彎曲剪應(yīng)力的10~20 %，而 比自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力小得多，在實(shí)際計(jì)算時(shí)，可以忽略 而只按自由扭轉(zhuǎn)計(jì)算剪應(yīng)力。按工作特點(diǎn)螺栓連接分為普通半精致螺栓連接，精致鉸孔螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接。采用高強(qiáng)度螺栓時(shí)，為了防止被連接件在螺母或螺栓頭部下被局部壓壞，應(yīng)在該兩處均設(shè)置高強(qiáng)度墊圈。采用螺栓連接傳遞作用力時(shí)，每一構(gòu)件在節(jié)點(diǎn)上以及在接頭的一邊，至少需要兩個(gè)螺栓，并應(yīng)滿(mǎn)足由強(qiáng)度計(jì)算確定的數(shù)量。按受力性質(zhì)，螺栓連接可分受剪力螺栓連接和拉力螺栓連接兩種。2） 驗(yàn)算桿件在連接處的強(qiáng)度。此時(shí)，假定內(nèi)力由螺栓平均支承。在抗剪連接中：=或 ===取較小值。1） 按抗剪條件計(jì)算單栓支承載力（雙剪）b) 按承壓條件計(jì)算單栓承載力：因此抗剪是控制條件，故。 1）當(dāng)時(shí)：圖325所示為受一彎矩M的螺栓連接，假定連接一側(cè)鋼板在彎矩作用下繞螺栓群中心C旋轉(zhuǎn)，并假定鋼板是一剛體，因此螺栓的變形與它到中心C的距離L成正比，螺栓所受的力或鋼板上的反作用力也就與L成正比，并且與L的方向垂直。圖（31）受軸向力的螺栓連接計(jì)算 圖（32）受彎矩的螺栓連接計(jì)算 Fig(31) axial force bold fastening putationFig(32) bending moment bold fastening putation在彎矩M和剪切力Q同時(shí)作用下，一個(gè)螺栓上的最大合力：= 在箱形梁或工字梁的接頭中（圖31a），腹板部分所承擔(dān)的彎矩與該接頭所承受的全部彎矩之比，等于腹板部分凈截面慣性矩與接頭處整個(gè)凈截面慣性矩之比，即= 接頭所承受的彎矩減去腹板部分所承擔(dān)的彎矩，再按上，下翼板中心距 相除，即得出作用在一塊翼緣板上的軸向力：= 可按前述方法計(jì)算腹板與翼緣板的連接強(qiáng)度。在彎矩M作用下，一個(gè)螺栓承受的最大作用力 為：= 式中u和 的含義見(jiàn)圖 （33）所示。圖 （33）受彎矩的螺栓連接計(jì)算 圖（34）同時(shí)受彎矩和壓力的螺栓連接計(jì)算Fig (33) bending moment bold fastening putationAt the same timeFig (34) bending moment and pressure bold fastening putation 在彎矩作用下（繞X軸旋轉(zhuǎn)）受壓的螺栓在計(jì)算中不予考慮。式中，系數(shù) 是考慮螺栓預(yù)緊力及載荷不均勻性的影響。露天工作的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮風(fēng)載荷的作用。對(duì)我們所討論的常用的起重機(jī)，只計(jì)算風(fēng)壓的靜力作用，不考慮風(fēng)壓的動(dòng)力效應(yīng)。工作狀態(tài)的風(fēng)載荷是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)在正常工作情況下所能承受的最大計(jì)算風(fēng)壓；非工作狀態(tài)的風(fēng)載荷則是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)不工作時(shí)所能承受的最大計(jì)算風(fēng)壓。_____計(jì)算風(fēng)壓（）。 1）作用于貨物的風(fēng)載荷： 當(dāng)Q=時(shí)，；；為工作狀態(tài)最大風(fēng)壓，可知（設(shè)在沿海工作）4連接的計(jì)算由于設(shè)計(jì)，制造，安裝和運(yùn)輸?shù)确矫娴囊?，金屬結(jié)構(gòu)通常是用型剛（或鋼板）彼此用連接件連接成獨(dú)立桿件，各桿件又用連接件互相連接起來(lái)，組成各個(gè)結(jié)構(gòu)物以承受外力作用。金屬結(jié)構(gòu)的連接方法主要有焊接，螺接和鉚接。焊接是把連接金屬局部加熱成液態(tài)或膠體狀態(tài)，用壓力或填充金屬，是金屬結(jié)合成一個(gè)整體的方法。電焊又可分為電弧焊，電阻焊（用于焊鋼筋，薄板等）和電渣焊（用于焊厚度和截面特大的構(gòu)件），其中以電弧焊應(yīng)用最廣。電弧焊是金屬結(jié)構(gòu)焊接的主要方法，它又可以分為手工焊，埋弧自動(dòng)焊氣體保護(hù)焊三種。而手工焊因設(shè)備簡(jiǎn)單，工作方便，不受結(jié)構(gòu)型式限制（如桁架結(jié)構(gòu)不能用自動(dòng)焊），所以在焊接中，手工焊仍占重要地位。 氣焊也叫氧炔焊，它是利用氧和乙炔氣體燃燒發(fā)熱來(lái)熔化焊件與焊條進(jìn)行焊接，通常多用來(lái)切割金屬或焊接薄板。如焊縫質(zhì)量檢查方法較費(fèi)事，焊接需要一些附加的工藝設(shè)備（如風(fēng)鏟，刨邊機(jī)，轉(zhuǎn)臺(tái)等），同時(shí)焊接容易引起結(jié)構(gòu)的變形，需要進(jìn)行防止和校正工作。其作用是，可作為電路通過(guò)電流和填充金屬與焊件構(gòu)成焊縫。 注：1，檢查焊縫的普通方法系指外觀(guān)檢查，測(cè)量尺寸，鉆孔檢查等方法；精確方法是指在普通方法的基礎(chǔ)上用X射線(xiàn)等方法進(jìn)行補(bǔ)充檢查；1） 高空安裝焊縫的許用應(yīng)力應(yīng)考慮降低 ；2） 單角鋼焊件端部用一個(gè)邊（包括等邊角鋼用任一邊和不等邊角鋼用短邊） 單面連接時(shí)，其連接焊縫的許用應(yīng)力降低 。當(dāng)焊接材料為Q235鋼時(shí)，應(yīng)采用E43型焊條（E4300至E4328）；當(dāng)焊接材料為16MN鋼時(shí)，應(yīng)采用E50型焊條（E5001至E5048）。在一般情況下，焊Q235號(hào)鋼和Q215號(hào)鋼時(shí)，可采用H08，H08A，H08MNA焊絲配合高錳高硅型焊劑，或H08MNA和H10MNZ焊絲配合低錳高硅型焊劑。焊絲常用直徑為4，5，6，及8mm。按用途焊逢可分為工作焊逢和構(gòu)造焊逢。對(duì)接焊逢斷面主要型式（與連接金屬的厚度有關(guān)），如圖（43）所示。而最大厚度 ，為焊件中的最小厚度。公式中，拉應(yīng)力為正值，壓應(yīng)力為負(fù)值。當(dāng)同時(shí)作用著N。