設置懸掛起重機的門式剛架設計

江陰市民用建筑設計研究院有限公司 江蘇省江陰市 214400

摘要：介紹門式剛架鋼結構廠房中，設置3t懸掛起重機的結構設計，應合理設計結構受力體系，特別是關鍵受力構件及節點的設計，保證懸掛吊在運行過程中的穩定性。

關鍵詞：懸掛起重機；門式剛架；屋面支撐；軌道梁

一、工程概況

本工程“信一科技（江陰）有限公司”單層四跨24m鋼結構廠房，柱距7.5m，總長115.62m，建筑面積11207平方米，檐口高度10.2m，坡度i=1/15，每跨設置二條縱向3t懸掛起重機，其中半跨設置一臺5t電動單梁起重機，13～15軸與B～E軸間設置一條橫向1t懸掛起重機，采用門式剛架，廠房結構剖面見GJ1 圖一：

二、主體結構分析

1.設計基本參數，抗震設防烈度為6度，設計地震分組為第二組，地震加速度為0.05g，基本風壓0.45kpa，基本雪壓0.4kpa，地石粗糙度B類，安全等級為二級。

2.主體結構分析

本工程剛架梁設置3t電動單架起重機，<<門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程>>CECS102：2012適用于3t懸掛起重機的單層鋼結構廠房，設計需滿足<<鋼結構設計規范>>（GB50017—2003），<<建筑結構荷載規范>>（GB5009—2012）第6.1條，懸掛吊車的橫向及縱向水平荷載應由支撐系統承受，可不計算，見屋面鋼梁，系桿，支撐，懸吊梁布置圖二：

門式剛架只考慮承受懸掛吊車荷載。<<鋼結構設計規范>>第3.2.3條，在同一跨間按2臺考慮懸掛吊車荷載。依據<<鋼結構設計規范>>附錄A。在滿足強度、剛度、撓度的要求下，還應滿足腹板高厚比及翼緣寬厚比的結構總要求。

懸掛吊車的鋼吊柱（H200×150×4.5×6）與剛架梁下翼緣二級焊，軌道梁與鋼吊柱采用螺栓連接。

三、主體結構設計

橫向設計按承受節點荷載的門式剛架，采用中國建筑科學研究院PKPM—STS軟件分析。

結構縱向設計因是懸掛吊，且每跨有四條吊車梁軌道，吊車在運行過程中容易引起軌道的晃動，為了不出現大的晃動，產生不安全因素。設計中將鋼吊柱僅可能與鋼梁下翼緣貼近，采用軌道梁代替縱向支撐，橫向支撐采用L80×5，形成穩定的結構體系。

由梁柱拼接點彎矩設計值來計算高強度螺栓和端板厚度t：

A-A：M=587.5KNm

N===111.9KN M20：0.8×155=124 KN

===16.6㎜ 取

B-B：M=324.8 KNm M20，C-C：M=209.5 KNm M20，

D-D：M=502.6 KNm M22，E-E：M=266.1 KNm M24，

柱腳錨柱及底板厚度可由STS軟件自動生成，鉸接一般采用4只錨栓（主要是為了保證鋼柱安裝的穩定性）。

四、主要構件及主要節點設計

縱向軌道梁I36（3t），橫向軌道梁I32（1t）與鋼吊柱采用螺栓鉸接。軌道梁沿縱向設置側向支撐，用于增加軌道梁及軌道的整體穩定性，減小懸掛吊車在橫向運行時的擺動，懸掛吊支撐布置圖，軌道梁側向支撐布置，如圖三：

懸掛吊車軌道梁與鋼吊柱采用普通螺栓連接，螺栓承受軸向拉力，因軌道梁承受動力荷載，為防止螺柱松動，采用雙螺母。

五、結論

本工程于2012年8月竣工驗收并投入使用，使用狀況良好，達到了建設方預期的設計意圖，表明設計中采用的各種技術措施安全可靠。通過對本工程的設計分析，總結以下幾條：

1.根據門式剛架鋼結構廠房的實際受力情況，合理選擇構件截面形式。

2.通過STS軟件計算分析，確定單層鋼結構廠房橫向抗側力體系，要合理設置剛架及柱間支撐，屋面水平支撐，縱向軌道梁從而形成廠房的縱向及橫向抗側力體系。

3.設計中應加強對主要受力構件及節點的處理，重點保證懸掛吊，這樣才能使我們的設計達到預期的效果。

參考文獻：

[1]GB50017-2003 << 鋼結構設計規范>>

[2]GB50009-2012 << 建筑結構荷載規范>>

[3]CECS：2012 << 門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程>>

[4]<< 鋼結構設計手冊>> 第三版 中國建筑工業出版社，2004