一、概述
1.1、吊车梁系统的组成
吊车梁的作用是支撑起重机运行，它是满足各类工业建筑生产的重要基础，同时也是工业厂房中的常见结构。接下来我们来看一张吊车梁的图片，以便直观感受：
图纸表示如下：
图1
图2
从上述图片中我们能够直接看到：吊车梁系统包含吊车梁（也可能是吊车桁架），并且吊车梁系统还包括其他相关部件，这些部件共同构成了吊车梁系统的整体结构。吊车梁在吊车梁系统中起着重要的作用，它是吊车梁系统的关键组成部分之一。吊车桁架同样也是吊车梁系统的一部分，它与吊车梁一起协同工作，为吊车的运行提供支撑和保障。
制动结构包含制动板和制动桁架，辅助桁架以及支撑包括水平支撑和垂直支撑等组。
当吊车梁的跨度较小时，制动结构可以取消。当吊车梁所承载的起重机荷载较小时，制动结构也可以取消。
1.2、吊车梁的类型
通常用实腹和空腹来对吊车梁（实腹的）与吊车桁架（空腹的）进行区分，吊车梁包括型钢梁。
吊车梁有组合工字形梁、箱型梁、壁行式吊车梁等形式，其中使用最多的吊车梁形式是焊接工。
字型梁及H型钢吊车梁。
（1）型钢吊车梁
图3
型钢吊车梁是直接用热轧 H 型钢制作而成的。它的制作过程比较简便。不过，它的耗钢量稍微会高一些。这种型钢吊车梁一般适合用在梁跨的情况。
度L≤9m，吊车起重量Q≤20t的情况。
（2）焊接工字形吊车梁
图4
焊接工字形梁的承载性能很不错，它工作起来很可靠，施工也很简便，并且很容易对梁截面进行优化，在目前来说是这样的。
最常用的选型。
（3）吊车桁架
型钢或组合工字形梁作为劲性上弦的桁架，相比实腹梁用钢更省，大概能省 15%到 20%。不过制作起来比较费工，并且节点连接对疲劳较为敏感。这种桁架适用于跨度 L 大于等于 18 米，以及轻、中级制吊车的起重量。
在 Q≤30t 的情况下。国内较早便已经有了 36m 跨度栓焊吊车桁架的应用先例钢结构吊车梁计算题，该桁架用于起重量为 Q=75t 的中级吊车。
（4）箱型吊车梁
图4
箱形吊车梁的优点在于刚度大，并且抗偏扭性能良好。它适宜用于大跨度的情况，也适宜用于大吨位软钩吊车，或者用于其他相关场合。
A8 工作级别的硬钩吊车，还有对抗扭刚度有较高要求的吊车梁，比如大跨度壁行吊车梁。然而，其制作过程较为复杂，施焊操作的条件也比较差，并且焊接变形不容易被控制和校正。
（5）壁行式吊车梁
图5
壁行吊车梁由上梁和下梁组成。上梁承受水平荷载，下梁同时承受水平和竖向荷载，二者呈分离的形状。
式，分离式比较经济，不过必须要严格地对上下梁的相对变形进行控制。为了让吊车结构有所增加，
刚度也可将上、下梁组合成箱型截面。
（6）悬挂式吊车梁
悬挂式单梁吊车
单轨吊车
悬挂式吊车梁一般是把热轧工宇钢悬挂在屋盖承重结构上，这些屋盖承重结构包括屋架、网架、门式刚架。
在节点或独立支柱、支架之上。它一方面可以当作悬挂式单梁吊车的吊车梁，另一方面也能够作为
单轨吊车的轨道梁。其常用于起重量在 0.25 吨至 10 吨之间的吊车。悬挂式吊车梁通常呈现为直线状。
式梁，轨道梁分为直线梁和弧线梁，直线梁能够依据材料、安装以及支承条件来进行设计
成简支梁或双跨、三跨连续梁。
二、设计一般规定
2.1、吊车梁及吊车的工作级别
（1）吊车的使用等级
依据《起重机设计规范 GB/T 3811-2008》的 3.2.1 内容，吊车依据其可能完成的总工作循环数，把使用等级划分成了 U0 到 U9 共 10 个等级。吊车使用的总工作循环数 Cr 与吊车使用等级以及使用频繁程度之间的关系，可在《起重机设计规范 GB/T3811-2008》的 3.2.1 表 1 中查看，具体如下：
表1 起重机的使用等级
（2）吊车的起升荷载状态级别
《起重机设计规范 GB/T 3811-2008》3.2.2 规定，起重机的起升载荷，指的是起重机在实际起吊作业中每次吊运物品的质量（有效起重量）与吊具及属具质量相加的总和（即起升质量）所产生的重力；起重机的额定起升载荷，指的是起重机起吊额定起重量时能够吊运的物品最大质量与吊具及属具质量相加的总和（即总起升质量）所产生的重力。其单位为牛顿（N）或千牛（kN）。
起重机的起升载荷状态级别是指在设计预期寿命期限内，起重机各个有代表性的起升载荷值的大小以及各相对应的起吊次数，与起重机额定起升载荷值的大小以及总的起吊次数的比值情况。基于此，载荷状态级别被分为 Q1 到 Q4 共 4 个级别。详见《起重机设计规范 GB/T3811-2008》3.2.2 表 2。
（3）吊车的工作级别
吊车有 10 个使用等级，还有 4 个起升荷载状态级别。依据这两者，吊车整机的工作级别被分为 A1 到 A8 共 8 个级别。具体详情可查看《起重机设计规范 GB/T 3811-2008》的 3.2.3 表 3。
在《建筑结构荷载规范 GB5009 - 2012》（即《荷规》）里，工作级别和吊车的荷载系数（依据《荷规》6.2）、动力系数（依据《荷规》6.3）以及吊车荷载的组合值系数、频遇值系数、准永久值系数（依据《荷规》6.4）存在关联。为了便于设计，在吊车荷载的条文说明中，对吊车的工作制与工作级别的对应关系作出了如下规定：
表4 吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
2.2、吊车梁荷载
吊车梁荷载包含竖向荷载和水平荷载。竖向荷载是吊车的竖向轮压。水平荷载分为纵向水平荷载与横向水平荷载。吊车纵向水平制动力会产生纵向水平荷载。对于轻、中级工作制吊车（A1 - A5），横向水平荷载是由小车的水平制动力产生的。对于重级、特重级工作制吊车（A6 - A8），横向水平荷载不仅要考虑小车的水平制动力，还需考虑吊车的摇摆力。根据《钢结构设计标准 GB50017 - 2017》3.2.2，在计算强度、稳定性以及连接的强度时，此水平力不宜与小车产生的水平制动力同时被考虑。具体见下图：
吊车荷载示意图
竖向荷载 Pk，max 是吊车轮压的标准值，并且按照工艺资料所提供的吊车最大轮压来采用。
纵向水平荷载 Hk1 采用的方式是：按照作用在一侧轨道的所有刹车轮的最大轮压的 10%来采用（依据《荷规》6.1.2）
根据《荷规》6.1.2 可知钢结构吊车梁计算题，横向水平荷载 H1 需取横行小车重量与额定起重量之和的百分数，然后将该百分数乘以重力加速度，吊车横向水平荷载标准值的百分数应按照《荷规》表 6.1.2 来采用。
对于重级吊车和特重级吊车，在进行水平挠度计算时，其横向水平荷载依然按照上述规则来计算。而在计算强度时，依据《钢结构设计标准 GB50017-2017》中的 3.2.2 条款，横向水平力需按下式进行计算。
摇摆力系数为α，软钩吊车的α值是 0.1，抓斗或磁盘吊车的α值是 0.15，硬钩吊车的α值是 0.2。
参考文献：
1.《钢结构设计手册（上册）》
2.《起重机规范GB/T3811-2008》
3.《建筑结构荷载规范GB5009-2012》
4.《钢结构设计标准GB50017-2017》
