龍門吊結(jié)構(gòu)驗(yàn)算書(midas計(jì)算).doc

60T龍門吊機(jī)檢算目 錄1.工程概況12.計(jì)算依據(jù)及材料取值12.1計(jì)算依據(jù)12.2材料取值23.計(jì)算荷載模型23.1計(jì)算荷載23.2荷載工況33.3.計(jì)算模型44.計(jì)算結(jié)果54.1應(yīng)力計(jì)算結(jié)果54.2位移、支座反力及穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果124.3工況7整體抗傾覆計(jì)算135.結(jié)論和建議14141.工程概況60t門吊主梁采用雙主梁桁架結(jié)構(gòu)，支腿采用鋼管焊接，采用軌道行走式，軌道間距27m，主梁跨度27m，凈高約13.5m，支腿行走輪距6.5m。門吊主梁采用200型貝雷梁拼裝，門吊支腿采用鋼管結(jié)構(gòu)，直立支腿采用32510鋼管，斜支腿立柱采用2737鋼管、平聯(lián)及斜撐采用1595鋼管。起吊設(shè)備采用1臺(tái)60t起重小車，60t門吊的結(jié)構(gòu)布置形式如圖1所示。圖1 60t門吊結(jié)構(gòu)圖示2.計(jì)算依據(jù)及材料取值2.1計(jì)算依據(jù)（1）60t龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)圖（2）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）（3）起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB3811-2008）2.2材料取值200型貝雷梁材質(zhì)為Q345鋼材，容許正應(yīng)力按取值，容許剪應(yīng)力按取值； Q235鋼材，容許正應(yīng)力按取值，容許剪應(yīng)力按取值。3.計(jì)算荷載模型3.1計(jì)算荷載（1）自重荷載；（2）起升荷載：天車和吊重。（3）電動(dòng)葫蘆走行制動(dòng)力：按起升荷載的10%取值，。（4）門吊走行制動(dòng)力：吊重走行制動(dòng)；自重走行制動(dòng)。（5）風(fēng)荷載：工作狀態(tài)時(shí)為6級(jí)風(fēng)，基本風(fēng)壓取120Pa，非工作狀態(tài)時(shí)，基本風(fēng)壓取500Pa。風(fēng)荷載的計(jì)算按起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB3811-2008)進(jìn)行。風(fēng)壓計(jì)算公式為：上式中，Kh為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，正常工作狀態(tài)下Kh1。龍門吊高度小于20m，非工作狀態(tài)時(shí)的風(fēng)壓取值Kh為1.23。C為風(fēng)力系數(shù)；q為計(jì)算風(fēng)壓。對(duì)鋼管，C為0.7，則：正常工作狀態(tài)時(shí)的風(fēng)壓為：非工作狀態(tài)時(shí)對(duì)桁架，C為1.6，則：正常工作狀態(tài)時(shí)的風(fēng)壓為： 非工作狀態(tài)時(shí)的風(fēng)壓為Kh為1.23， 受風(fēng)面積的計(jì)算按起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB3811-2008) 進(jìn)行。 對(duì)于n片貝雷梁的迎風(fēng)面積，按起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB3811-2008)第2.2.10.5條規(guī)定,單片貝雷梁的迎風(fēng)面積計(jì)算結(jié)果如表1所示。表1 單片貝雷梁迎風(fēng)面積計(jì)算貝雷梁編號(hào)橫梁透風(fēng)系數(shù)()遮擋系數(shù)()10.26.80.71.36020.26.80.70.95230.26.80.70.666 40.26.80.70.466 50.26.80.70.327 60.26.80.70.229 70.26.80.70.16080.26.80.70.1123.2荷載工況門吊結(jié)構(gòu)計(jì)算考慮以下七種荷載工況，其中門吊起重工況對(duì)起吊荷載考慮1.1倍的沖擊系數(shù)。工作狀態(tài)組合：工況1：天車在跨中起吊（1）+1.1+（5）（順門吊走行方向的工作風(fēng)）工況2：天車在一側(cè)支腿處起吊（1）+1.1+（5）（順門吊走行方向的工作風(fēng)）工況3：天車在橫梁上走行（靠跨中）（1）+（2）+（3）+（5）（順門吊走行方向的工作風(fēng)）工況4：天車在一側(cè)支腿走行（1）+（2）+（3）+（5）（順門吊走行方向的工作風(fēng)）工況5：吊重在跨中情況下門吊走行（1）+（2）+（4）+（5）（順門吊走行方向的工作風(fēng)）工況6：吊重在一側(cè)支腿情況下門吊走行（1）+（2）+（4）+（5）（順門吊走行方向的工作風(fēng)）非工作狀態(tài)工況：工況7：（1）（5）（順門吊走行方向的非工作風(fēng)）3.3.計(jì)算模型建立如下圖所示的60t門吊計(jì)算模型。計(jì)算程序?yàn)橥ㄓ糜?jì)算軟件MIDAS，所有桿件均采用梁?jiǎn)卧M。X方向?yàn)殡妱?dòng)葫蘆走行方向， Y方向?yàn)殚T吊走行方向，Z方向?yàn)殚T吊高度方向。邊界條件為在立柱底部約束X、Y、Z三個(gè)方向的位移,由于貝雷梁之間為銷軸連接，因此在計(jì)算中將銷軸連接處的彎矩釋放，模擬鉸接。圖2 60t門吊結(jié)構(gòu)計(jì)算模型4.計(jì)算結(jié)果4.1應(yīng)力計(jì)算結(jié)果工況1計(jì)算結(jié)果如圖3所示。圖3工況1計(jì)算結(jié)果吊重荷載作用位置撓度結(jié)果（mm）貝雷梁弦桿的最大拉應(yīng)力為124.2MPa，最大壓應(yīng)力為126.9MPa； 貝雷梁豎桿的最大拉應(yīng)力為113.4MPa；最大壓應(yīng)力為170.0MPa貝雷梁斜桿的最大拉應(yīng)力為51.9MPa，最大壓應(yīng)力為52.5MPa；I25a的最大拉應(yīng)力為29.1MPa，最大壓應(yīng)力為17.3MPa； HW400400的最大拉應(yīng)力為32.4MPa，最大壓應(yīng)力為33.9MPa；鋼管最大壓應(yīng)力87.1MPa，無(wú)拉應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力65.6MPa ，無(wú)壓應(yīng)力；鋼管的最大拉應(yīng)力25.1MPa，最大壓應(yīng)力27.4MPa。工況2計(jì)算結(jié)果如圖4所示。圖4工況2計(jì)算結(jié)果吊重荷載作用位置撓度結(jié)果（mm）貝雷梁弦桿的最大拉應(yīng)力為55.2MPa，最大壓應(yīng)力為59.1MPa； 貝雷梁豎桿的最大拉應(yīng)力為95.1MPa；最大壓應(yīng)力為171.6MPa；貝雷梁斜桿的最大拉應(yīng)力為64.5MPa，最大壓應(yīng)力為73.8MPa；I25a的最大拉應(yīng)力17.7MPa，最大壓應(yīng)力-28.3MPa； HW400400的最大拉應(yīng)力為31.3MPa，最大壓應(yīng)力為30.9MPa；鋼管最大壓應(yīng)力88.4MPa，無(wú)拉應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力37.6MPa ，無(wú)壓應(yīng)力；鋼管的最大拉應(yīng)力15.8MPa；最大壓應(yīng)力19.4MPa。工況3計(jì)算結(jié)果如圖5所示。圖5工況3計(jì)算結(jié)果吊重荷載作用位置撓度結(jié)果（mm）貝雷梁弦桿的最大拉應(yīng)力為116.3MPa，最大壓應(yīng)力為119.2MPa； 貝雷梁豎桿的最大拉應(yīng)力為133.5MPa；最大壓應(yīng)力為183.2MPa；貝雷梁斜桿的最大拉應(yīng)力為59.4MPa，最大壓應(yīng)力為60.1MPa；I25a的最大拉應(yīng)力為32.4MPa，最大壓應(yīng)力為18.7MPa； HW400400的最大拉應(yīng)力為35.1MPa，最大主壓應(yīng)力為36.8MPa；鋼管最大壓應(yīng)力為94.5MPa，無(wú)拉應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為76.1MPa，無(wú)壓應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為28.9MPa，最大壓應(yīng)力為31.4MPa。工況4計(jì)算結(jié)果如圖6所示。圖6工況4計(jì)算結(jié)果吊重荷載作用位置撓度結(jié)果（mm）貝雷梁弦桿的最大拉應(yīng)力為58.7MPa，最大壓應(yīng)力為63.1MPa； 貝雷梁豎桿的最大拉應(yīng)力為83.3MPa；最大壓應(yīng)力為148.1MPa；貝雷梁斜桿的最大拉應(yīng)力為58.5MPa，最大壓應(yīng)力為65.4MPa；I25a的最大拉應(yīng)力為30.8MPa，最大壓應(yīng)力為31.4MPa； HW400400的最大拉應(yīng)力為25.4MPa，最大壓應(yīng)力為24.5MPa；鋼管最大壓應(yīng)力為72.3MPa，無(wú)拉應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為43.9MPa，無(wú)壓應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為16.4MPa，最大壓應(yīng)力為18.8MPa。工況5計(jì)算結(jié)果如圖7所示。圖7工況5計(jì)算結(jié)果荷載形式撓度結(jié)果（mm）貝雷梁弦桿的最大拉應(yīng)力為162.1MPa，最大壓應(yīng)力為174.9MPa； 貝雷梁豎桿的最大拉應(yīng)力為127.1MPa；最大壓應(yīng)力為200.0MPa；貝雷梁斜桿的最大拉應(yīng)力為56.5MPa，最大壓應(yīng)力為57.3MPa；I25a的最大拉應(yīng)力為42.8MPa，最大壓應(yīng)力為41.5MPa； HW400400的最大拉應(yīng)力為64.8MPa，最大壓應(yīng)力為63.1MPa；鋼管最大壓應(yīng)力為105.1MPa，無(wú)拉應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為63.5MPa，無(wú)壓應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為37.6MPa，最大壓應(yīng)力為50.3MPa。 工況6計(jì)算結(jié)果如圖8所示。圖8工況6計(jì)算結(jié)果荷載形式撓度結(jié)果（mm）貝雷梁弦桿的最大拉應(yīng)力為93.3MPa，最大壓應(yīng)力為106.7MPa； 貝雷梁豎桿的最大拉應(yīng)力為95.2MPa；最大壓應(yīng)力為185.4MPa；貝雷梁斜桿的最大拉應(yīng)力為62.4MPa，最大壓應(yīng)力為71.7MPa；I25a的最大拉應(yīng)力為37.2MPa，最大壓應(yīng)力為44.1MPa； HW400400的最大拉應(yīng)力為64.4MPa，最大壓應(yīng)力為67.6MPa；鋼管最大壓應(yīng)力為94.7MPa，無(wú)拉應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為38.5MPa，無(wú)壓應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為36.5MPa，最大壓應(yīng)力為51.2MPa。工況7計(jì)算結(jié)果如圖9所示。圖9工況7計(jì)算結(jié)果撓度結(jié)果（mm）貝雷梁弦桿的最大拉應(yīng)力為43.4MPa，最大壓應(yīng)力為45.3MPa； 貝雷梁豎桿的最大拉應(yīng)力為27.8MPa，最大壓應(yīng)力為59.7MPa；貝雷梁斜桿的最大拉應(yīng)力為19.9MPa，最大壓應(yīng)力為20.5MPa；I25a的最大拉應(yīng)力為10.5MPa，最大壓應(yīng)力為9.5MPa； HW400400的最大拉應(yīng)力為18.5MPa，最大壓應(yīng)力為17.6MPa；鋼管最大壓應(yīng)力為39.1MPa，無(wú)拉應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為21.6MPa，無(wú)壓應(yīng)力；鋼管最大拉應(yīng)力為31.0MPa，最大壓應(yīng)力為16.0MPa。4.2位移、支座反力及穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果各個(gè)工況計(jì)算得到的最大支反力和最小支反力，橫梁豎向撓度及結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定系數(shù)如表1所示表1支反力、撓度及穩(wěn)定系數(shù)結(jié)果工況支座反力（kN)豎向位移(mm)整體穩(wěn)定系數(shù)最大值最小值1358.4334.545.96.442505.0188.523.58.283357.1304.643.26.874463.7199.922.99.825486.6176.143.66.226622.042.122.98.117253.6109.115.520.17由上表可知，在以上各個(gè)工況中最大支座反力為622kN，最小支座反力為42.1kN，均不出現(xiàn)拉應(yīng)力，說(shuō)明在上述工況中支架底部不會(huì)脫空，結(jié)構(gòu)在中跨起吊情況下的最大撓度為45.9mm，小于規(guī)范容許的。結(jié)構(gòu)的最小整體穩(wěn)定系數(shù)為6.22。立柱穩(wěn)定計(jì)算：鋼管受到的最大壓力為649.5kN，彎矩My=21.7kN-m。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）第5.2.5條，拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件穩(wěn)定性按以下兩個(gè)公式計(jì)算。鋼管，計(jì)算長(zhǎng)度，查表得。；立柱穩(wěn)定性滿足要求。4.3工況7整體抗傾覆計(jì)算工況7為非工作狀態(tài)，此時(shí)吊機(jī)受沿軌道走向方向較大風(fēng)荷載作用，且吊機(jī)未吊重物，需驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定性。由以上5.1節(jié)工況7計(jì)算結(jié)果可知，吊機(jī)受到總的水平反力為9.4t，此反力即為風(fēng)荷載作用力。其中貝雷梁上作用有4.6t，立柱和橫桿上作用有4.8t。吊機(jī)結(jié)構(gòu)自重63t，天車自重11t，合計(jì)74t，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖10所示。計(jì)算抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為：。 圖10 抗傾覆計(jì)算圖示5.結(jié)論和建議計(jì)算考慮了7個(gè)工況：1葫蘆在中跨起吊，對(duì)吊重考慮1.1倍的沖擊系數(shù)及工作風(fēng)荷載；2天車在一側(cè)支腿處起吊，對(duì)吊重考慮1.1倍的沖擊系數(shù)及工作風(fēng)荷載；3天車吊重在中跨走行，考慮沿天車走行方向的制動(dòng)力及工作風(fēng)荷載；4天車吊重在一側(cè)支腿處走行，考慮沿天車走行方向的制動(dòng)，工作風(fēng)荷載；5吊重在中跨，門吊走行，考慮門吊走行的制動(dòng)，工作風(fēng)荷載；6吊重在一側(cè)支腿處，門吊走行，考慮門吊走行的制動(dòng)，工作風(fēng)荷載；7門吊空載走行，考慮門吊走行的制動(dòng)，非工作風(fēng)荷載。在以上各個(gè)工況中，貝雷梁弦桿最大應(yīng)力為174.9MPa，豎桿最大應(yīng)力為200.0MPa，斜桿最大應(yīng)力為73.8