中小型水电站厂房混凝土吊车梁结构设计概述?
水力发电厂建筑物中的起重机用于提升涡轮机和发电机。起重机梁是直接承受起重机载荷的承重结构。
这是厂房顶部的重要结构之一。
中小型水力发电厂厂房内的起重机梁通常为钢筋混凝土结构。
希望通过本文的讨论和结构设计实例,能够总结出水电站建筑混凝土吊车梁结构设计的一般方法和规则,更好地服务于电站结构设计。
1、起重机的特点:水力发电厂建筑中的起重机主要用于吊装水轮机和发电机。
使用时具有以下特点:1、起重机起重量大。
2.作业间隔长,利用率低。
3.作业速度低。
4.起重机很少在最大负载下作业,除非机组安装和维护时满载。
因此,水电站起重机属于低升力系统。
轻型起重机承载的起重机梁无需进行重复载荷下的抗疲劳性能试验。
2、吊车梁截面类型及其优缺点。
钢筋混凝土吊车梁因其造价低、设计简单而广泛应用于中小型水力发电厂的设计中。
近年来,一些中型电厂主要采用钢结构(这里不讨论),但从经济角度来看,钢筋混凝土结构更为经济。
钢筋混凝土起重机梁的结构可分为整体式、预制式和组合式。
近年来,最常见的是整体梁和预制梁。
整体式起重机梁可以制成单跨自由支撑或多跨连续结构。
一般来说,连续梁在材料使用上更为合理。
常用的吊车梁截面有矩形、T形和工字形,各有优缺点(1)矩形截面吊车梁:模板简单,设计方便。
其缺点是材料强度利用不足、横向刚度较低、轨道紧固不便、无检查走道。
低负载能力的起重机梁可以具有矩形横截面。
(2)T型钢起重机:与矩形截面相比,具有更大的纵向和横向刚度,抗扭性能更好。
紧固钢轨方便,检查通道更宽。
适用于起重机梁。
具有大或中负载能力。
(3)工字形断面吊车梁:其优点与T形断面基本相同。
由于底部翼缘较宽,该类型宜用于高承载能力的预应力混凝土起重机梁。
大多数钢筋混凝土起重机梁具有T形截面。
3、选择吊车梁截面型式和尺寸。
由于水电站吊车梁承受荷载较大,其截面尺寸比常规梁大。
以T型梁为例:梁的高度通常为跨度的1/5至1/10(对于中型梁,该值更高)。
梁肋的宽度为高度的1/3至1/7(对于中等尺寸,该值较小),通常为200至400毫米。
翼片厚度通常为梁高的1/6~1/10,但不小于100mm。
除了受力要求外,翼板的宽度还必须足以容纳内置导轨的导轨和附件,通常至少为350mm。
梁端部应相应增加筋的宽度,以利于主筋的紧固。
矩形截面的长宽比一般为2~2.5。
工字形底部翼缘的宽度主要由预应力钢筋的数量和布置决定,通常小于或等于顶部的宽度货架,货架的高度通常为1/5至1/8;梁的高度。
根据厂房设计,预制钢筋混凝土吊车梁(龄期28d)强度等级不低于C30,整体吊车梁强度等级不低于C25。
配件必须为II级或更高级别。
4、计算方法及工程实例(1)计算方法初步确定吊车梁的截面尺寸后,根据吊车梁的实际布置情况选择单跨或多跨梁,计算其荷载、内力和钢筋,并查看梁的横截面尺寸。
起重机所受的载荷主要包括:自重、垂直轮压力和横向水平力。
自重根据实际截面尺寸和履带安装重量计算,垂直轮压力和侧向水平力采用《液压结构荷载规范》中规定的专用公式计算。
内力的计算需要计算弯矩、剪力包络图以及梁垂直方向的最大扭矩。
配筋计算是根据《水工混凝土结构设计手册》中介绍的计算方法,校核正截面和斜截面的强度,计算截面的配筋量,并根据最大扭矩和最大力矩校核梁的横向稳定性。
添加扭转钢筋。
完成这些计算后,应检查梁的挠度和裂缝是否符合《水工混凝土结构设计规范》的允许值。
(二)工程结构设计实例1、工程概况。
具体水电站为衍生式电站,电站厂房为陆上式厂房。
厂房及衍生建筑等级对应IV级。
,建筑抗震等级为8°。
厂区主体建筑长31.0米,宽12.24米。
该电厂拥有2台发电机组装机容量8兆瓦。
主厂房采用电动双梁桥式起重机,最大起重量30吨。
单跨吊车梁最大跨度为5.7m。
2、结构计算(1)设计荷载1)自重q根据确定吊车梁截面尺寸的通则,结合液压轨及预埋轨具布置要求,T形截面截面初步确定吊车梁的横截面,其横截面尺寸为:高度800mm,梁肋端部宽度-300mm,板厚机翼-120毫米,翼板宽度-500毫米。
吊车梁采用C30混凝土。
梁自重按截面实际尺寸计算;钢轨及部件的自重根据制造商的数据计算得出,为108kg/m。
设计q=8kN/m(设计值)。
2)车轮垂直压力P按《液压结构荷载规范》计算公式计算。
各车轮最大压力计算公式为:P=296kN(设计值):P=α。
×1/m(1/2G1+G2(Lk-L1)/Lk+G3(Lk-L1)/Lk)式中G1、G2、G3——起重机、小车及起重物的最大质量(kN)——起重机跨度(m);起重机梁路径上的主钩(m)——功率因数,m——小轮数量;3)横向水平力T按《水工建筑物荷载规范》计算公式计算。
计算得到各车轮横向水平力为:T=9.8kN(设计值):T=0.04/m。
(G2+G3)按照上式计算的横向水平力被吊车梁完全吸收。
横向水平力不乘以动力系数。
3、内力计算(1)车轮承受垂直压力的内力计算。
由于起重机车轮载荷是移动载荷,因此首先必须确定最不利的车轮位置、最大弯矩和最大剪力。
力的计算应基于自由支撑梁并画出弯曲及弯曲图。
最大弯矩和最大剪力的计算值为453.8kN.m和349.5kN。
(2)抵抗横向水平力的内力计算。
在横向水平力的作用下,吊车梁沿水平方向弯曲。
其内力的计算与垂直方向相同。
弯矩和剪力按简支计算。
这部分内力必须被吊车梁的翼吸收。
最大弯矩和最大剪力的计算值为15.0kN.m和11.6kN。
(3)扭矩计算:横向水平力作用于钢轨顶部,影响截面重心。
同时,车轮的垂直压力还考虑了20mm的偏心距。
则作用在吊车梁截面上的扭转载荷为:mT=0.9(P×e1+T×e2)e1——力P的偏心距,取0.02m(m2——力的偏心距);T是路径的顶部。
距T形截面重心的距离(m)。
该电厂吊车梁两端采用固定措施与框架柱连接。
计算扭矩时,考虑两端固定的单跨梁。
吊车梁的最大扭矩出现在附近区域。
支持。
根据单跨梁的扭矩范围图计算。
最大扭矩为MT=9.9kN.m。
为简单起见,设计扭矩应由翼板和T型梁肋承受。
根据计算,只有肋的矩形部分受到扭转阻力。
4、配筋、挠度和裂缝的计算(1)配筋计算:在竖向荷载作用下,根据弯矩包络图从T形截面计算出截面的法向强度,纵向力中间由跨度和支撑截面由钢杆数量计算,由剪力包络线图计算斜截面的强度,求出距离和夹具的数量决定了弯曲的起点和纵向弯曲的数量。
承重钢棒。
翼板两侧的纵向受拉钢筋和箍筋的设计必须能够承受横向水平力产生的弯矩和剪力。
该电厂横向水平力很小,钢筋可以定尺。
根据结构配置。
当考虑扭矩和竖向荷载的剪切效应时,梁截面被视为剪切和扭转作用的单元。
计算得到的截面对应于以下公式:1/γd0.7fc≤(V/bh0+MT/Wt)≤1/。
γd0.25fc。
因此,扭力钢筋有一个设计配置。
经计算,沿梁轴线垂直均匀布置附加扭夹φ8@200,梁两侧布置扭转纵向钢杆2φ12。
(2)挠度计算:单跨简支梁在均布荷载、双轮压力下的最大挠度为0.7mm,允许挠度L/600=9.5mm,满足要求。
(3)采用相应的设计公式计算裂纹设计:δfmax=0.23mm<[δfmax]=0.3mm,满足要求。
5、结论:吊车梁结构设计主要包括荷载计算、内力计算和配筋计算。
由于吊车梁上的荷载主要是一组移动荷载,正确绘制弯矩和剪力图的关键是当小车车轮数量较多时,应找到最不利的位置和最大值。
应计算弯矩和剪力。
计算配筋时,除计算正截面外,还应考虑倾斜截面和抗扭计算。
以工程实例进行的电厂钢筋混凝土吊车梁的结构设计对于中小型水力发电厂建筑具有较强的代表性。
希望这篇文章能够得到推广,更好的应用到设计工作。
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桥式起重机技术参数有哪些桥式起重机规格型号大全
桥式起重机作为一种广泛应用于各工业企业、港口、仓库、料场、电站等场所的起重设备,其技术参数是选型和使用过程中需要关注的重要因素。桥式起重机的主要技术参数包括起重能力、跨度、起升高度、运行速度、起升速度、电机的工作类型和电源连续率等。
起重能力又称额定起重能力,是指实际最大起重能力。
起重机允许起吊的载荷,以吨(t)为单位。
桥式起重机起重量为5、10(单钩)、15/3、20/5、30/5、50/10、75/20、100/20、125/20、150/30、200/30、250/30t(双钩)等规格。
数字中的分子为主钩起重量,分母为副钩起重量。
例如15t/3t起重机的主钩额定起重量为15t,副钩额定起重量为3t。
桥式起重机按起重能力可分为三级。
5吨至10吨的小型起重机分为小型起重机,10吨至50吨的划分为中型起重机,50吨以上的划分为重型起重机。
桥式起重机的跨度是指起重机主梁两端车轮中心线之间的距离,即小车轨道中心线之间的距离,单位为米(m)。
桥式起重机的跨度有10.5、13.5、16.5、19.5、22.5、25.5、28.5、31.5m等多种规格,每3m为一个等级。
起升高度是指起重机吊具或抓斗装置(如抓斗、电磁吸盘)的上限位置与下限位置之间的距离,单位为米(m)。
常用的提升高度有12、16、12/14、12/18、16/18、19/21、20/22、21/23、22/26、24/26m等,分子为提升高度主钩起升高度,分母为副钩起升高度。
运行速度是指大、小车曳引电机以额定速度运行时,其运动机构所对应的速度,单位为米每分钟(m/min)。
小型车的运行速度一般为40~60m/min,大型车的运行速度一般为100~135m/min。
起升速度是指起升机构的电机以额定速度提升重物的速度。
一般不超过30m/min,根据重物的性质、重量和起重要求确定。
起升速度还包括空钩速度,可以缩短非生产时间,最高可达额定起升速度的两倍。
重物接近地面时的低速称为着陆低速,以保证人身安全和货物安全。
其速度一般为4~6m/min。
起重机的工作类型由其负载率和工作繁忙程度决定,可分为轻型、中型、重型和超重型四种。
轻型起重机运行速度较低,使用频率较低,满载可能性较小,通电连续率为15%。
用于无压力、非重载的工作场所,如水电站、发电厂用于安装、维修的起重机等。
中型起重机经常在不同负载下工作,速度中等,工作量不太重,通电持续率为25%。
一般机械加工车间和装配车间使用的起重机都属于此类。
重型起重机工作负荷大,经常在重载下工作,通电连续率达40%。
如冶金、铸造车间使用的起重机。
超重型起重机经常吊起额定载荷,工作量特别大,通电连续率达60%。
如冶金专用桥式起重机。
桥上各电机起重机在一个工作周期内间歇工作,工作负荷大程度用电源连续率JC%表示。
通电持续时间是工作时间与工作周期的百分比。
标准开机连续率为15%、25%、40%和60%。
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