工业厂房吊车梁肩梁的疲劳失效机理分析及结构优化研究

摘要

钢结构工业厂房柱肩梁时常产生疲劳开裂现象,对厂房安全产生威胁。为了改善这一现状,本文以某实际工程中设计并应用的单壁式钢肩梁为研究对象,利用ANSYS模拟其承受上柱荷载及吊车梁传递荷载时的反应,分析肩梁的应力分布,找出危险点。通过雨流计数法处理危险点的应力数据得到肩梁的应力谱,并通过常用的3种疲劳分析方法预测肩梁的疲劳寿命。讨论了增加上盖板厚度及设置斜腹板带来的影响,并进一步尝试采用组合结构来简化原肩梁结构形式。结果表明原结构肩梁的预测疲劳寿命水平较低,合理改变相关参数可以有效降低危险点的应力值,而组合结构形式可以避免肩梁拉应力的出现,此两种结构优化方法均可以提高肩梁的疲劳寿命水平。