機械裝備金屬結構設計（第2版）

《機械裝備金屬結構設計（第2版）》是2018年3月機械工業出版社出版的圖書，作者是徐格寧。

基本介紹

• 中文名：機械裝備金屬結構設計（第2版）
• 作者：徐格寧
• 出版時間：2018年3月
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111275268
• 定價：49.8 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝

內容簡介

本書是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。 本書分十二章，分別闡述機械裝備金屬結構設計的目的、要求、特點、方法和套用場合，金屬結構計算原理和基本規定；以起重機金屬結構設計為主線，詳細介紹了金屬結構的材料特性與選擇原則，起重機整機、結構件工作級別的劃分方法，載荷計算及載荷組合，焊縫、鉚釘、螺栓連線計算方法，軸向受力、橫向受彎、受扭等基本構件的計算方法，柱、梁、析架、橋架、門架、臂架、塔架等典型機械裝備結構的構造和設計方法及步驟。為便於總結複習，每章末附有本章小結。為方便設計使用，本書提供了有關結構計算的公式和計算圖表及數據，附錄中給出了金屬結構設計所需的型鋼表。 本書全面貫徹國家、行業有關最新標準和法定計量單位，符合工程設計要求。 本書不僅注重金屬結構基本計算原理的闡述，而且堅持理論方法與實際工程相結合，針對產品對象提出分析方法，有的放矢地解決實際工程問題。基本設計內容體現了計算原理的理論性，典型裝備設計體現了設計步驟的實踐性，引進最新國標體現了設計依據的先進性，結構設計的3S（Strength, Stiffness, Stability）基本要求體現了設計方法的系統性。堅持工程教育回歸工程實際，強化能力導向原則是本書的特色，追求理論和方法的實用性是本書的優勢。 本書的組織結構符合認知規律，邏輯性強，利於掌握，便於套用。學生通過學習和設計實踐，能較好地掌握金屬結構設計原理和方法，培養機械結構工程師的設計、分析能力和綜合創新能力。 本書主要作為高等院校機械工程專業機械裝備（起重運輸機械、工程機械、物流倉儲機械等）結構設計教學用書，同時也可供有關專業結構方向的工程技術人員參考使用。

圖書目錄

目錄

序

前言

第一章緒論1

第一節機械裝備金屬結構的定義、作用、

發展和特點2

一、金屬結構的定義2

二、金屬結構的作用2

三、金屬結構的發展2

四、金屬結構的特點3

第二節機械裝備金屬結構的分類和套用3

一、金屬結構的分類3

二、金屬結構的套用7

第三節機械裝備金屬結構的基本要求和發

展趨勢8

一、基本要求8

二、發展趨勢9

第四節機械裝備金屬結構的課程特點、課

程任務和學習方法14

一、課程特點14

二、課程任務14

三、學習方法15

本章小結15

第二章材料17

第一節鋼材的力學特性及影響因素18

一、鋼材的力學性能18

二、鋼材的加工性能20

三、鋼材的耐久性能20

四、影響鋼材性能的主要因素21

第二節材料的類別、特徵和選擇23

一、材料的類別和特徵23

二、材料的選擇31

三、影響脆性破壞因素的評價和鋼材質量

組別的選擇33

本章小結35

第三章載荷與載荷組合37

第一節載荷的分類38

一、按其作用性質、工作特點和發生頻度

劃分38

二、按其作用效果與時間變化相關性劃

分38

第二節載荷的計算38

一、載荷計算原則38

二、載荷計算方法39

第三節金屬結構的設計方法、載荷情況

和載荷組合67

一、設計方法67

二、載荷情況68

三、載荷組合69

四、載荷組合表及其套用70

本章小結79

第四章計算原理81

第一節工作級別的劃分82

一、工作級別82

二、起重機的分級82

三、結構件的分級84

四、典型起重機整機分級舉例86

第二節計算原理和基本規定88

一、計算原理88

二、基本規定88

三、鋼材的承載能力89

四、結構靜強度計算89

五、結構疲勞強度計算90

六、結構剛度計算102

七、結構穩定性計算104

第三節軸心受壓構件的極限載荷與應

力105

一、軸心受壓構件的極限載荷105

二、軸心受壓構件的極限應力107

三、彈塑性臨界應力108

第四節壓彎構件的精確計算110

一、基本概念110

二、壓彎構件的總撓度和總彎矩110

三、壓彎構件的強度113

四、壓彎構件的整體穩定性113

五、實腹式受壓構件的局部穩定性116

第五節結構動態分析中的質量換算118

一、結構振動連續系統轉化成離散系統

的質量換算118

二、多自由度系統轉化成等效單自由度

系統的質量換算120

ⅩⅪ第六節結構的斷裂計算124

一、結構的斷裂124

二、應力強度因子及臨界值125

三、結構的斷裂計算126

本章小結127

第五章連線129

第一節焊接連線130

一、焊接的方法與構造130

二、焊縫的標註132

三、焊縫的強度與許用應力133

四、焊縫的計算133

五、焊縫連線疲勞強度計算及合理構

造138

第二節普通螺栓連線和鉚釘連線140

一、普通螺栓及鉚釘連線的分類和基本

要求140

二、螺栓、銷軸和鉚釘的許用應力142

三、栓接和鉚接的強度計算143

四、銷軸的強度計算146

第三節高強度螺栓連線146

一、工作性能和構造要求146

二、高強度螺栓的承載能力計算148

三、高強度螺栓連線的計算149

本章小結151

第六章軸向受力構件——柱153

第一節軸向受力構件——柱的構造和應

用154

一、軸向受力構件——柱的構造154

二、軸向受力構件——柱的套用155

第二節軸心受力構件的計算155

一、軸心受力構件的強度155

二、軸心受力構件的剛度155

三、軸心受壓構件的整體穩定性157

第三節偏心受力構件的計算162

一、偏心受力（拉或壓）構件的強度162

二、偏心受壓構件的剛度162

三、偏心受壓構件的整體穩定性163

第四節柱的承載能力164

一、剪下力對柱臨界力的影響164

二、等效剪下力168

三、變截面柱的計算170

第五節實腹式柱的設計計算174

一、截面選擇和驗算174

二、板的局部穩定性176

第六節格構式柱的設計計算178

一、截面選擇178

二、強度和剛度驗算179

三、穩定性驗算180

四、連綴和橫膈181

本章小結183

第七章橫向受彎實腹式構件——梁185

第一節橫向受彎實腹式構件——梁的構造

和截面186

一、梁的構造186

二、梁的截面186

第二節型鋼樑的設計187

一、截面選擇187

二、強度和剛度驗算187

三、穩定性驗算188

第三節組合梁的合理高度和質量191

一、梁高的確定191

二、梁的質量（自重）194

第四節組合梁的截面選擇和驗算194

一、腹板194

二、翼緣板194

三、強度和剛度驗算195

四、變截面組合梁197

第五節梁的翼緣和腹板的連線198

一、工字梁的翼緣焊縫198

二、箱形梁的翼緣焊縫199

第六節梁翼緣板的局部彎曲應力199

一、工字梁翼緣板的局部彎曲199

二、箱形梁翼緣板的局部彎曲202

第七節組合梁的整體穩定性207

一、工字形截面組合梁207

二、箱形梁207

第八節組合梁的局部穩定性209

一、梁中薄板局部失穩的概念209

二、板的極限寬厚比和加勁肋的設定210

三、板的臨界應力212

四、梁腹板局部穩定性驗算215

五、加勁肋的構造尺寸和焊接要求216

第九節梁約束彎曲和約束扭轉的簡化計

算219

一、梁的約束彎曲219

二、梁的約束扭轉220

第十節梁的拼接225

一、工廠拼接225

二、安裝拼接226

第十一節梁的撓度和拱度227

一、梁的撓度227

二、梁的拱度228

本章小結228

第八章橫向受彎格構式構件——桁

架231

第一節橫向受彎格構式構件——桁架的

構造和套用232

一、桁架的構造232

二、桁架的套用232

第二節桁架的外形與腹桿體系233

一、桁架的外形233

二、桁架的腹桿體系233

第三節桁架的主要參數234

一、桁架的跨度234

二、桁架的高度235

三、節間尺寸235

第四節桁架桿件內力分析236

一、桁架內力分析與假定236

二、桿件內力分析方法的選擇236

三、桁架弦桿的整體彎曲和局部彎曲237

第五節桁架桿件的計算長度239

一、桿件在桁架平面內的計算長度239

二、桿件在桁架平面外的計算長度240

第六節桿件截面設計和弦桿拼接242

一、桿件的截面型式242

二、桿件截面設計的一般原則243

三、桿件截面選擇與驗算243

四、弦桿的拼接245

第七節桁架節點構造設計與計算248

一、節點設計的構造要求和原則248

二、節點的設計計算249

第八節桁架的撓度和拱度252

一、桁架的撓度252

二、桁架的拱度253

本章小結254

第九章橋架255

第一節橋架型式和套用範圍256

一、梁式起重機橋架256

二、通用橋式起重機橋架258

三、冶金橋式起重機橋架260

四、國內外橋式起重機新型橋架261

第二節橋架的載荷計算與載荷組合261

一、垂直載荷261

二、水平載荷263

三、扭轉載荷264

第三節單梁橋架264

一、工字鋼截面單梁橋架264

二、模壓封閉截面單梁橋架268

第四節中軌箱形梁橋架271

一、確定橋架型式和規劃結構尺寸272

二、箱形主梁的設計計算273

三、端梁結構和計算280

四、主、端梁的連線和計算281

第五節偏軌箱形梁橋架283

一、橋架的強度計算283

二、橋架的剛度計算285

第六節四桁架橋架286

一、橋架的結構和參數286

二、橋架的載荷與分配287

三、橋架的強度計算288

四、橋架的剛度計算289

第七節起重機的軌道290

一、軌道的選擇290

二、軌道的固定290

三、軌道的接頭290

本章小結290

第十章門架291

第一節門式起重機的門架結構292

一、通用門式起重機的門架292

二、造船用門式起重機的門架315

第二節裝卸橋的門架結構318

一、裝卸橋318

二、岸邊貨櫃裝卸橋319

第三節門座起重機的門架結構321

一、門架的結構321

二、門架外形尺寸選擇的原則323

三、門架上的載荷323

四、交叉門架結構的計算325

五、八桿門架結構的計算328

六、圓筒形門架結構的計算329

第四節自動化立體倉庫巷道堆垛機的門架

結構332

一、自動化倉庫系統簡介332

二、巷道堆垛機簡介332

三、單立柱巷道堆垛機結構計算333

Ⅻ四、雙立柱巷道堆垛機結構計算341

第五節自動化立體倉庫貨架群金屬結構計

算機輔助設計343

一、理論建模344

二、貨架群金屬結構計算機輔助設計346

三、工程實例347

本章小結348

第十一章臂架349

第一節臂架的套用與分類350

一、臂架的套用350

二、臂架的分類350

第二節單臂架352

一、單臂架的結構型式352

二、單臂架設計計算353

第三節組合臂架356

一、組合臂架的類型356

二、象鼻架357

三、臂架361

四、拉桿366

五、臂架的鉸接關節368

第四節伸縮臂架369

一、伸縮臂架的結構及工作原理369

二、箱形伸縮臂受力分析370

三、箱形伸縮臂架的設計計算372

第五節小車變幅臂架和挖掘機臂架380

一、小車變幅臂架結構型式380

二、小車變幅臂架的合理吊點位置381

三、挖掘機臂架系統的型式382

四、挖掘機臂架的計算機輔助設計與分

析383

第六節履帶起重機臂架390

一、履帶起重機簡介390

二、履帶起重機臂架組合方式390

三、臂架結構特點與組成394

四、臂架結構設計要點397

本章小結402

第十二章塔架405

第一節塔式起重機塔身的結構及載荷406

一、塔身的結構406

二、塔身標準節之間接頭的型式409

三、載荷及載荷組合410

第二節桅桿式起重機的結構及載荷411

一、獨桿式桅桿起重機411

二、臂架迴轉式桅桿起重機412

第三節塔桅結構的分析計算方法414

一、空間桁架的內力分析方法414

二、位移的計算方法420

三、高聳塔架的非線性分析方法422

四、塔架整體穩定性計算方法425

五、附著式塔身的強度、位移及穩定性計

算方法428

本章小結429

附錄431

附錄1熱軋鋼板的尺寸、重量432

附錄2熱軋型鋼的截面尺寸、截面面積、

理論重量及截面特性433

附錄3熱軋圓鋼和方鋼的尺寸、理論重

量444

附錄4熱軋H型鋼和剖分T型鋼的截面尺

寸、截面面積、理論重量及截面特

性445

附錄5低壓流體輸送用焊接鋼管450

附錄6起重機鋼軌的截面尺寸、截面面

積、理論重量及截面特性451

附錄7輕軌的截面尺寸、截面面積、理

論重量及截面特性452

附錄8鐵路用熱軋鋼軌的截面尺寸、截

面面積、理論重量及截面特性453

參考文獻454