某多跨厂房,中列柱的柱距为12m,采用钢吊车梁。已知吊车梁的截面尺寸如图1-5-5(α)所示,吊车梁采用Q34.5钢,使用自动焊和E50型焊条的手工焊。吊车梁上行驶两台重级工作制的软钩桥式吊车,起重量Q=50/10t,小车重g=15t,吊车桥架跨度L(来学网)=28.0m,最大轮压标准值P=470kN。一台吊车的轮压分布如图1-5-5(6)所示。
  1. 每个轮压处因吊车摆动引起的横向水平荷载标准值(kN),应与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)16.3
    B.
    (来学网)34.1
    C.
    (来学网)47.0
    D.
    (来学网)65.8
  2. 吊车梁承担作用在垂直平面内的弯矩设计值M=4302kN·m,对吊车梁下翼缘的净截面模量,试问,在该弯矩作用下,吊车梁翼缘拉应力(N/mm),应与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)266
    B.
    (来学网)280
    C.
    (来学网)291
    D.
    (来学网)301
  3. 吊车梁支座处最大剪力设计值V=1727.8kN,采用突缘支座,计算剪应力时,可按近似公式进行计算,式中,h、t分别为腹板高度与厚度。试问,吊车梁支座剪应力(N/mm),应与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)80.6
    B.
    (来学网)98.7
    C.
    (来学网)105.1
    D.
    (来学网)115.2
  4. 吊车梁承担作用在垂直平面内的弯矩标准值M=2820.6kN·m,吊车梁的毛截面惯性矩I=1348528×10mm,试问,该吊车梁的挠度(mm),应与下列何项数值最为接近?
    提示:垂直挠度可按下式近似计算,式中,M为垂直弯矩标准值,L为吊车梁的跨度,E为钢材弹性模量,I 为吊车梁的截面惯性矩。
    A.
    (来学网)9.2
    B.
    (来学网)10.8
    C.
    (来学网)12.1
    D.
    (来学网)14.6
  5. 吊车梁采用突缘支座,支座加劲肋与腹板采用角焊缝连接,取h=8mm,当支座剪力设计值v=1727.8kN时,试问,角焊缝的剪应力(N/mm),应与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)104
    B.
    (来学网)120
    C.
    (来学网)135
    D.
    (来学网)142
  6. 试问,由两台吊车垂直荷载产生的吊车梁支座处的最大剪力设计值(kN),应与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)1687.8
    B.
    (来学网)1516.2
    C.
    (来学网)1191.3
    D.
    (来学网)1083.0
  7. 试问,由两台吊车垂直荷载产生的吊车梁的最大弯矩设计值(kN·m),应与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)2677
    B.
    (来学网)2944
    C.
    (来学网)3747
    D.
    (来学网)4122
正确答案:
(1)C
(2)A
(3)B
(4)D
(5)A
(6)A
(7)D
答案解析:
16.依据《钢结构设计规范》GB50017-2003的3.2.2条,由于吊车摆动引起的横向荷载是卡轨力,按照下式计算:
H=αP=0.1×470=47kN,故选C。
点评:《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的5.1.2条也规定了横向荷载的计算方法,注意,这里的横向荷载是由于启动、制动的惯性引起。若以此做答,则得到
10%×(50+15)×9.8/2=31.85kN,选择B。
上式除以2是考虑到制动轮个数为2个。若没有考虑,不除以2,则得到63.7kN,选择D。
17.吊车梁下翼缘的应力,依据《钢结构设计规范》GB50017-2003的4.1.1条,按照下式计算:
,故选A。
点评:对于本题,需要注意以下两点:
(1)由于是重级工作制吊车梁,必然需要验算疲劳,故上述计算时不考虑塑性发展系数。更详细的解释,见本书"疑问解答"的钢结构部分。
(2)《钢结构设计规范》GB50017-2003的3.1.6条规定,"动力荷载设计值应乘以动力系数",笔者认为,该规定宜理解为:"在计算动力荷载产生效应的设计值时应乘以动力系数"。
若对规范的3.1.6条理解有误,认为题目给出的设计值需要乘以《建筑结构荷载规范》5.3.1条规定的动力系数1.1,则得到应力值为1.1×266=292.6N,/mm,错选C。
若同时考虑乘以动力系数1.1和塑性发展系数1.05,则会得到应力值为1.1×266/1.05=279N/mm,从而错选B。
18.梁支座剪应力依据题目给出的公式计算,为
,故选B。
若将给出的剪力设计值乘以动力系数1.1,则得到应力值为1.1×98.7=108.6N/mm,选择C。
点评:规范4.1.2条规定,实腹受弯构件剪应力应按计算;对于工字形截面,求最大剪应力时,由于I/S≈hl/1.2,因此,上式可以简化为。对于矩形截面,求最大剪应力时I/S=h/1.5,于是
19.按照提示给出的公式计算如下:
,故选D。
若将梁的长度误为12-2=10m,则计算出挠度为12.2mm,选择C。
20.支座加劲肋处角焊缝剪应力:,故选A。
点评:(1)支座处加劲肋的连接焊缝计算时,不必考虑60h的计算长度限制。
(2)对于该处所采用的剪力V,有观点认为应取1.2V,例如《钢结构手册》(第二版)的第393页。若以此计算,本题将得到最后结果为125N/mm,选择B。
笔者推测,上述将支座处的剪力V放大1.2倍的做法,可能来源于在对构件计算时取,但前已述及,构件剪应力计算时取用的1.2并非是对剪力V的放大。因此,笔者认为该做法缺乏依据。
钢结构设计规范国家标准管理组的《钢结构设计计算示例》,夏志斌、姚谏编著《钢结构原理与设计》以及《钢结构设计-方法与例题》,均是按照支座反力(也就是支座处的剪力)计算的。
21.画出支座处剪力的影响线,如图1-5-21所示。当吊车轮压处于如图位置时,支座处剪力最大。图中,1550mm为两台吊车轮压之距(775+775=1550)。

将轮压乘以对应的纵坐标值再求和即可得到支座处的剪力。而各位置处的纵坐标值可根据比例关系求得。于是有:
[1+(12000-1550)/12000+(12000-5250-1550)/12000]×470=1083kN
以上得到的是标准值。设计值还需要考虑动力系数和可变荷载分项系数。
依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的5.3.1条,重级工作制软钩吊车,动力系数为1.1。可变荷载分项系数依据该规范的3.2.5条,为1.4,于是:
1.1×1.4×1083=1667.8kN,故选A。
若只考虑动力系数1.1,则为1083×1.1=1191.3kN,选C。
若只考虑可变荷载分项系数1.4,则为1083×1.4=1516.2kN,选B。
22.梁上只能布置3个轮子。依据《钢结构设计手册》,如图1-5-22布置轮压时可得到全梁的绝对最大弯矩值。

这里,α=1550mm,α=(5250-1550)/6=616.7mm,于是

以上得到的是标准值。设计值还需要考虑动力系数1.1和可变荷载分项系数1.4,于是:
1.1×1.4×2676.6=4122.0kN,故选D。
若只考虑动力系数1.1,则为2676.6×1.1=2944.3kN,选B。
若只考虑可变荷载分项系数1.4,则为2676.6×1.4=374=7.2kN,选C。