按照 EN 1993-6 进行吊车梁轨道焊缝承载力极限状态设计

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如果起重机跑道梁设计为扁平钢轨,那么在设计时必须始终注意焊接这些钢轨。 作为钢轨固定件,通常可以选择连续角焊和间断角焊。 下面的内容概述了设计过程及其特殊功能,特别是在使用EN 1993-6的情况下。

钢轨角焊缝的布置选项

断续角焊连接有两种形式。 如下图[2]所示

图片 01 - 布置选项

焊缝可以相对布置,也可以交错布置。 交错布置对于设计是不利的,因为仅一个焊缝可以用于传递水平荷载。 上图中未显示的第三个选项是在整个钢轨长度上进行连续角焊。

图片 02 - 连续焊

有效荷载长度

确定相应的焊接应力需要计算有效荷载长度。 EN三个选项,并提供了升EFF的在表5.1的计算相应的公式之间1993-6分开来。

图片 03 - EN 1993-6,Table 5.1

在这种情况下,l eff是指上翼缘的下侧。 但是在焊接设计中决定了上翼缘的上表面。 因此,l eff减小两倍的法兰厚度t f

图片 04 - 有效荷载长度

承载能力极限状态设计

钢轨焊接应力按照[2]中的方向法计算。 在这种情况下,应力指向角焊缝的平分面。 根据[2]中的(NA)第4.5.2节的规定,焊缝的最小结构厚度必须保持不变。 该标准要求焊缝的最小厚度至少为3 mm或采用以下公式:
$$ \ mathrm a \; \ geq \; \ sqrt {\ max \; \ mathrm t} \;-\; 0.5 $$

根据[3],在极限状态下不考虑钢轨偏心宽度的1/4的偏心轮荷载。 因此,必须始终根据车轮荷载进行设计。

工况 1: 连续钢轨焊缝

图片 05 - 极限极限状态下的应力

对于断续的钢轨角焊缝,需要检查焊缝长度l w是否小于计算的荷载长度l eff 。 通常,两个值中的最小值取决于设计。

图片 06 - 角焊缝

工况 2: 对面的断续钢轨焊缝

图片 07 - 两侧的间歇式钢轨焊缝的ULS应力

情况3: 交错钢轨焊缝

由于水平荷载仅在焊缝交错排列的情况下施加在焊缝截面上,因此除以H Ed表示除数2。

图片 08 - 交错钢轨焊缝的ULS应力

使用的文献材料

[1]  Seeßelberg,C .: Kranbahnen: 欧洲规范Bemessung and konstruktive Gestaltung 版本。 Berlin: Bauwerk,2016年
[2]  欧洲规范3: 钢结构设计第1-8部分: 节点设计; EN 1993‑1‑8:2005 + AC:2009
[3]  欧洲规范3: 钢结构设计-第6部分: 起重机支座结构; EN 1993‑6:2007

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