鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書解析

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書一、二層升降橫移停車設(shè)備設(shè)計計算書本計算書提供主要構(gòu)件的強度計算1. 已知參數(shù)汽車重量 Q=2000Kg=19600N上載車板自重 G1=400Kg=3920N前橫梁自重 G2=290Kg=2842N縱梁自重 G3=256KG=2509N載車板懸掛立體車庫專用鏈條 80PE 4 根 最小拉伸載荷 P1=73KN起升機構(gòu)傳動速比 i2=1.69主起升鏈輪直徑 d=106.14mm上述代號及參數(shù)在下面計算中使用時不再說明2. 起升減速電機計算2.1 采用 2.2KW ，減速比 1： 60 的東元減速電機，其主要參數(shù)如下輸出轉(zhuǎn)速 na= 1410/60 = 23.5r/min功率 P

2、m= 2.2KW額定輸出扭矩 Ma= 78.1X9.8 = 765.4 N*m2.2 電機功率計算起升速度na23.5V =*d =*0.10614i21.69=4.6m/min電機靜功率V*（Q+G1）P=61204.6 ( 2000+400 )6120=1.8 KW 2.2KW2.3 減速器最大扭矩驗算由車板和車重傳遞給減速器輸出軸上的扭矩為Q+G 1 d19600+39200.10614i221.69 2= 738N*m 7F17840符合要求4. 鋼結(jié)構(gòu)強度計算4.1 各桿件截面特性如下表：型材規(guī)格理論 重量 Kg/m面積cm 2慣性矩 cm4回轉(zhuǎn)半徑 cm用途IxIyixiyH300

3、*150*6.5*936.746.78682950812.083.29前橫梁 /后橫梁H250*125*6*929.637.663868293.510.232.82縱梁J150*150*526.533.12112011205.815.81前立柱 /后立柱4.2 縱梁的選型及力學(xué)校核解析：4.2.1 、簡支梁結(jié)構(gòu)：因縱向梁的規(guī)格相同，中間兩根所受載荷較大，故以中間梁計算。如圖所示縱梁受力圖根據(jù)二段設(shè)計計算書已得出的結(jié)果：設(shè)備靜止時所受靜載荷：F1 10460 NF2 15680 N動載系數(shù)：根據(jù)計算已經(jīng)得出的結(jié)果 S=1.1P1 F1*1.1 11506 NP2 F2*1.1 17248 N 根

4、據(jù)力平衡和力矩平衡得出支座反力：P1 P2 R A RBP1 * 1390 P2 (2390 3080) RB *5538 (對支點 A分析) 得出結(jié)果：RA 11945 NRB 16810 N4.2.2 、根據(jù)結(jié)構(gòu)及受力繪制剪力和彎矩圖：剪力圖：彎矩圖：故由上圖可知：Qmax 16810NM max 17.95KN .m4.2.3 、由正應(yīng)力強度條件選擇 H 型鋼：對于普通 Q235 鋼材： 160 MPam ax17 .95 KN .m160 MPa112.2cm系數(shù)： S1 1.2（零部件的重要程度不被破壞） 。S2=1.1 （計算載荷及應(yīng)力公式的準確性） 。 抗拉強度極限S3=，S3

5、取值 1.2 。屈服點S4=1.1（ 考慮應(yīng)力集中、加工表面及質(zhì)檢系數(shù)等） 。安全系數(shù)?。?S=S1S2S3S4 =1.8查機械設(shè)計手冊型鋼表 3-1-59 ： 可以選擇型鋼型號： W 112.2 * 1.8 201.96cm3 選擇型鋼： 250 125 69 WX 309.4或： 248 124 58 WX 269.8 （此種型鋼不便采購，不建議使用 ）對于 H 型鋼 250 125 694.2.4 、校核剪應(yīng)力強度Qmax SzmaxbIzIZ =3868cm 4 (截面慣性矩， X 向)*SZ :截面上距中性軸為 y 的橫線以外部分的面積 A*對中性軸的靜矩 *SZA* ydA =B(

6、 2 - 2 ) 2 + 2 ( 2 - 2 )+b( 2 -y)y+( 2 -y)= H8 (H2-h2)+ b2 (h42 -y2)SZ * max= H8 (H2-h2)+ b2 * h42 =31.25*(62500+53824)+3*53824/4=(0.271 106 +0.04 106 )mm 3=0.311 106 mm 3=0.311 10-3 m3故：maxQmax * S = 16810max 8bIz max 0.006* 3868* 10 80.311 10-3=22.5 MPa = 90 MPa所選擇型材合適！ 4.3 前橫梁 /后橫梁的選擇及力學(xué)校核解析：為了盡量

7、大的滿足前橫梁 /后橫梁的強度要求，橫梁簡化為如下圖所示簡支梁結(jié)構(gòu)：4.3.1 、簡支梁結(jié)構(gòu)：如圖所示橫梁受力圖根據(jù)二段設(shè)計計算書已得出的結(jié)果：P1 11945 NP2 16251* 1.1 17876 N (安全系數(shù)為 1.1)橫梁材料為 H 型鋼： 300 150 6.5 9q=360 N/m根據(jù)力平衡和力矩平衡得出支座反力：2(P1 P2) ql R A RBP1 * 7200 P2 (4800 2400) 0.5ql2 RB * 7200 (對支點 A 分析) 得出結(jié)果：RA RA 31117 N4.3.2 、根據(jù)結(jié)構(gòu)及受力繪制剪力和彎矩圖：剪力圖：彎矩圖：故由上圖可知：Qmax 19

8、172Nmax44.7KN.m4.3.3 、橫梁強度校核：慣性矩： I X 抗彎截面模量：68294cmWX455 .3cm對于普通 Q235 鋼材： 160 MPa最大彎矩處：maxWX44.7KN .m455.3*10 698 .2 MPa橫梁安全系數(shù)?。?S=S1S2S3 =1.598.2 1.5 147.3 MPa = 160 MPa設(shè)計符合要求！4.3.4 、剪應(yīng)力強度校核：maxQmaxSzSZ :截面上距中性軸為 y 的橫線以外部分的面積 A*對中性軸的靜矩*SZA* ydA=B( H2 - 2h ) 2h + 12 ( H2 - h2 )+b( 2h -y)y+( 2h -y)

9、= H8 (H2-h2)+ 2b (h42 -y2)SZ* max= H8 (H2+h 2)+ b2 * h42 =37.5*(90000-79524)+3.25*79524/4=(0.393 106 +0.07 106 )mm 3=0.463 106 mm 3故：m axQm axbISm ax191720.0065 * 6829 *100.463 *10 3=20.1 MPa = 90 MPa4.4 立柱計算立柱機構(gòu)為典型的偏心壓桿機構(gòu)剪切強度符合要求！4.4.1 根據(jù)前橫梁計算：F2=16251 N, 橫梁自重： G2=290Kg=2842NF1=0.5*G 3+0.5*0.5*G 1+0.5*0.6*Q=0.5*2509+0.5*0.5*3920+0.5*0.6*19600=8114.5 N對立柱受力分析：對受壓點力矩平衡：F2*a+F2*(a+b)+F1*(2a+b+150)+ G 2*c-F1*150-F*(2a+b)=0a=2250,b=2400,c=3450計算得出： F=F1+F2+ G 2(2a+b)/c = 25606.5 N4.4.2 截面特性、強度及穩(wěn)定性分析A=28.356(cm 2)IX= Iy =982.12(cm 4)WX=130.95(cm 3)iX= 9288.23.1526 =5.89(cm)l壓桿柔度 1*5283.950 39.