关于钢吊车梁挠度容许值的探讨

GB50017-2003《钢结构设计规范》修订了吊车梁挠度计算方法及其规定的容许挠度限值。从正常使用极限状态的概念出发,同时参考各国规范的相关规定,说明GB50017-2003规定的吊车梁挠度验算采用按起重量最大的一台吊车进行计算的方法符合正常使用极限状态的概念。其次,结合工程实例对新旧规范吊车梁容许挠度验算方法进行计算,同时分析吊车梁经济高度和容许挠度的关系,结果表明GBJ17-88《钢结构设计规范》的容许挠度取值符合经济性要求,而GB50017-2003的取值偏于保守。最后,提出钢吊车梁容许挠度建议值,可供规范修订参考。     

某工业厂房钢吊车梁疲劳开裂原因分析研究

采用有限元模拟仿真技术对工业建筑中疲劳破坏风险较高的直角突变型支座钢吊车梁进行受力分析。结合某工业厂房内部分钢吊车梁过早出现疲劳开裂的现状,通过对直角突变型支座钢吊车梁疲劳敏感部位的荷载谱测试分析,采用《钢结构设计标准》GB50017-2017中的方法推算了吊车梁端部及跨中的疲劳强度,得到吊车梁在实际生产运行期间等效应力幅及欠载效应等效系数,并与设计值进行对比分析。分析结果表明,吊车梁过早发生疲劳开裂主要由端部变截面位置疲劳强度不足和实际生产行车运行频繁所致。     

钢结构设计新旧规范吊车梁容许挠度的比较分析

《钢结构设计规范》(GB50017—2003)采取新的方法验算吊车梁容许挠度,并给出了容许挠度限值。对新旧规范吊车梁挠度验算方法进行对比研究。按新旧规范所给的验算方法,对工程实例进行计算。计算结果表明,新规范所给容许挠度限值偏严,会过多地增加吊车梁的用钢量。提出了新的容许挠度建议值。     

某炼钢厂房钢吊车梁疲劳性能测试及分析

以某炼钢厂房吊车梁疲劳性能应力测试结果为例,结合有限元模拟,对钢吊车梁的疲劳性能进行分析。结果表明：钢吊车梁腹板截面突变处应力集中现象明显,构件疲劳性能严重;随着生产技术的进步,冶金工厂吊车运行频繁程度的大幅度提升,GB 50017—2003《钢结构设计规范》对欠载效应等效系数的取值较实际情况偏低,建议将炼钢厂房重级工...     

Z2类疲劳破坏叠合板组合梁疲劳性能试验研究

为推广装配式建造技术及钢-混凝土组合梁在桥梁结构和吊车梁中的应用，有必要对各类构造细节的组合梁疲劳寿命进行试验研究，本论文通过对6根组合梁(其中5根叠合板组合梁，1根现浇板组合梁)施加等幅疲劳荷载，并采用双对数函数对其中5根发生Z2类构造细节疲劳破坏组合梁试验数据进行线性拟合，得到了基于Z2类构造细节组合梁疲劳破坏时的S-N曲线。试验结果与欧洲钢结构协会(ECCS)的规定十分接近，与GB 50017—2003《钢结构设计规范》符合得很好，但与现行GB 50017—2017《钢结构设计标准》有一定偏差，主要是因为新旧标准对构造细节分类有所不同。采用新标准结果偏于不安全，现阶段在整梁试验数据有限的情况下进行组合梁的设计时，建议按照GB 50017—2003中的相关规定进行复核。     

钢吊车梁稳定设计的合理方法

对于吊车梁,GB 50017—2017《钢结构设计标准》的设计方法中存在两个问题:1)按照GB 50017—2017的方法计算的腹板承压应力仍然比精确有限元值偏小15%和24%(文献[1]);2)钢梁稳定系数比试验数据的95%保证率的数值偏大10%～25%(文献[2-5])。经分析GB 50017—2017揭示了无制动梁的吊车梁设计的又一缺陷:钢梁稳定系数计算基于一个不可能达到的受压边缘屈服弯矩,其值偏大约15%,导致吊车梁稳定计算偏不安全。为此提出了新的稳定系数公式,并与有限元结果进行了对比,精度良好。新的稳定系数计算基于受拉侧塑性屈服达到一定深度、受压边缘刚刚屈服时的弯矩值,该弯矩小于按照弹性计算的受压边缘屈服弯矩,从而使计算结果更加合理。     

直角突变式钢吊车梁群体疲劳寿命评估

近年来在多个钢铁厂出现直角突变式吊车梁疲劳开裂事故,根据现行GB 50144—2008《工业建筑可靠性鉴定标准》对跨中1～2根梁的疲劳寿命进行评估,但如何快速准确地对跨内所有吊车梁进行群体寿命评估,对于厂房管理者来说是迫切需要解决的问题。根据吊车梁疲劳累积损伤原理,在直角突变式钢吊车梁疲劳破坏机理研究的基础上,提出了一种应用吊车梁实测应力谱数据、日使用频次数据及历史产量数据进行吊车梁群体疲劳寿命估算的评估方法,并采用该方法对某炼钢厂板坯清理跨21根吊车梁群体进行疲劳寿命评估,评估结果与实际情况吻合。该方法实现了钢吊车梁群体疲劳寿命的定量评估,可以为吊车梁的日常维护管理提供依据。     

波纹腹板焊接H形钢疲劳性能试验研究

设计了4根梯形波纹腹板焊接H形钢试件,依据GB 50017-2003《钢结构设计规范》的相关规定进行疲劳性能试验,并特别考虑了GB 50278-2010 《起重设备安装工程施工及验收规范》中吊车梁安装偏差的相关规定。通过ANSYS有限元分析验证试件破坏形式的合理性。研究结果表明：对于CECS 291:2011 《波纹腹板钢结构技术规程》中推荐波形的梯形波纹腹板H形钢,其疲劳性能优于平腹板H形钢,疲劳设计中可按3类钢构件进行计算,且不考虑腹板波纹转折引起的应力集中及安装偏差等施工因素的影响。     

网架结构在悬挂吊车作用下疲劳问题研究进展

在悬挂吊车作用下网架结构的疲劳问题备受工程界和学术界的关注,但网架结构是否存在疲劳问题,如何进行疲劳验算,《网架结构设计与施工规程》(JGJ7-91)以及《钢结构设计规范》(GB50017-2003)之中至今尚无明确规定,这极大地制约网架结构在工业厂房中的推广应用.本文广泛收集并列举了52例国内设置悬挂吊车的网架结构工程事例,明确提出网架结构在悬挂吊车作用下应该进行疲劳验算的论据.高度概括了20多年来国内学者针对网架结构常用的焊接空心球节点以及螺栓球节点疲劳性能所取得的理论与试验研究成果.最后,指明了网架结构在悬挂吊车作用下疲劳问题亟待解决的热点以及研究的有效途径.     

钢吊车梁直角式突变支座疲劳性能研究

钢吊车梁直角式突变支座在工业建筑中应用广泛,然而缺乏该类连接的疲劳强度评估数据。通过回顾直角式突变支座的演化历史,基于有限元分析,研究了截面参数对直角式突变支座应力集中区域的影响;通过缩尺模型疲劳试验,得出适用于该类构件疲劳强度评估的S-N曲线,直角式突变支座插入板与封板连接焊缝的疲劳强度相对于200万次的允许应力幅为80. 2 MPa,与GB 50017—2017《钢结构设计标准》中的第Z7类相似。     

Q460高强钢焊接工字形截面简支梁整体稳定性能与设计方法研究

为研究Q460高强钢焊接工字形截面简支梁的整体稳定性能,对跨中无侧向支撑的3个双轴对称和6个单轴对称焊接工字形截面简支梁进行了整体弯扭屈曲试验。实测了试件的截面残余应力和初始几何缺陷,并分析其整体弯扭屈曲变形特征和稳定承载力。建立考虑残余应力和初始几何缺陷的有限元模型对简支梁受力进行了模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,基于试验验证的有限元模型计算了大量不同截面尺寸和跨度的Q460高强钢焊接工字形截面简支梁的整体稳定承载力。将试验和有限元参数分析结果与GB 50017—2017《钢结构设计标准》、JGJ/T 483—2020《高强钢结构设计标准》、欧洲规范EN 1993-2005和美国规范ANSI/AISC 360-2016的简支梁整体稳定系数公式的计算结果进行比较,结果表明GB 50017—2017和ANSI/AISC 360-2016的计算结果偏于不安全,EN 1993-2005的计算结果过于保守,JGJ/T 483—2020的计算结果偏于安全且最为接近。最后,在JGJ/T 483—2020的简支梁整体稳定系数计算公式基础上引入增大系数,并根据截面高宽比的不同,取用不同的长细比指数对该公式予以修正,修正后的公式更适用于Q460高强钢焊接工字形截面简支梁的设计计算。     

深圳北站组合梁抗弯承载力及稳定性分析

组合梁抗弯承载力和稳定性分析对组合梁的结构设计很关键,但组合钢梁上翼缘受混凝土楼板约束,其稳定性分析应与我国现行规范规定的自由梁弯扭失稳不同,我国《钢结构设计规范》GB50017—2003采用限制绕弱轴的长细比的方法,未能考虑楼板作用,不适用于组合钢梁稳定性分析。此外,在连续组合梁的负弯矩区,局部稳定性问题也要考虑。结合深圳北站站房楼盖组合梁的工程实例,采用GB50017—2003和欧洲规范EC4,对组合梁抗弯承载力和稳定性进行计算分析,同时,利用通用有限元程序SAP2000对组合钢梁进行弹性屈曲分析,进一步确保了结构的安全。     

基于累积损伤的在役钢结构吊车梁的疲劳可靠性评估

从Miner累积损伤的定义出发,视累积损伤为随机过程,临界损伤为随机变量,考虑腐蚀情况下疲劳抗力的衰减,提出了在役钢结构吊车梁疲劳可靠度分析方法。对某在役钢结构吊车梁随时间变化的疲劳可靠性进行了评估,预测该钢结构吊车梁剩余疲劳寿命,为进一步维修决策提供依据。     

在役钢结构吊车梁上部区域破损原因分析及其疲劳可靠度研究

通过有限元计算和按现行《钢结构设计规范》(GBJ 17- 88)计算结果的对比分析 ,对在役钢结构吊车梁上部区域破损原因进行分析 ,探讨了按“规范”(GBJ 17- 88)设计与实际受力情况的差别 ,提出了设计、施工与使用中存在的问题。然后研究了在役钢结构吊车梁的疲劳可靠度 ,并指出新的《钢结构设计规范》(GB5 0 0 17)中有关疲劳设计应注意的问题     

钢梁稳定性再研究:国际上规范对比及其可靠度分析(Ⅲ)

对各国和地区钢结构设计规范中钢梁稳定系数进行对比,考察各国荷载系数与钢梁稳定系数取值的关系;介绍美国和欧洲规定的可靠度分析。结论如下:1)钢梁稳定系数大小排名:加拿大,美国与中国,日本;2)除中国外,各国活荷载系数取值大的,钢梁稳定系数倾向于取平均值;3)美国规范钢梁稳定系数的可靠指标分析表明,对活荷载占比大的钢梁可靠指标不足;4)GB 50017—2003《钢结构设计规范》中钢梁稳定系数取值在世界各国排名第2,但是活荷载系数是世界上最低的。     

《钢结构设计规范》(GB50017—2002)钢-混凝土组合梁修订内容介绍

本文简要介绍了《钢结构设计规范》(GB50017—2002)钢-混凝土组合梁一章所做的主要修订及补充内容,包括连续组合梁负弯矩区、组合梁变形、部分抗剪连接组合梁和压型钢板组合梁的设计计算方法及理论依据。同时,对需要进一步开展的工作进行了总结。     

钢结构的疲劳和焊接实腹吊车梁的裂缝探讨

针对冶金工业厂房吊车梁产生裂缝的情况，以钢结构的疲劳破坏为切入点，分析了钢结构疲劳破坏特征和破坏机理，结合影响吊车梁疲劳强度的因素，阐述了裂缝产生的具体原因，并提出相应措施，以指导实践。     

纯弯等截面焊接工字形梁整体稳定系数研究

为配合《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)的修订工作,对纯弯等截面焊接工字形梁的整体稳定系数进行了研究.对各国钢结构规范中关于梁整体稳定系数问题的计算方法做了简要介绍,比较了各国规范对焊接工字形梁稳定承载力计算结果的差异;对等端弯矩作用下等截面焊接工字形梁的整体稳定性进行了大量数值模拟,其中考虑了梁构件的初始几何缺陷及残余应力分布.通过对比正则化长细比与梁整体稳定系数曲线可以发现,现行《钢结构设计规范》在计算梁稳定系数时对构件初始几何缺陷及残余应力考虑不足,规范计算结果在较大范围内高出有限元数值分析结果,会产生不安全的设计,故建议对规范公式进行修订.     

双向弯曲和扭转作用下钢梁的稳定验算

热轧及焊接钢梁同时承受双向弯曲和扭转作用的整体稳定计算,现行钢结构设计规范还未有规定。根据已有文献的试验和分析结果,结合现行《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）,提出双向弯曲和扭转同时作用下H形和槽形热轧及焊接钢梁的整体稳定验算方法,可为工程实践及相关研究参考。