起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、桁架式雙梁門式起重機(jī) 設(shè)計(jì)計(jì)算書 設(shè)計(jì)： 審核： 第一章 型式及主要技術(shù)參數(shù)一、 型式及構(gòu)造特點(diǎn) ME型桁架式雙梁門式起重機(jī)，主要適用于大型料場(chǎng)、鐵路貨站、港口碼頭等裝卸、搬運(yùn)；還可以配以多種吊具進(jìn)行各種特殊作業(yè)。正常使用的工作環(huán)境溫度為-25+40范圍內(nèi)。安裝使用地點(diǎn)的海拔高度不得超過(guò)2000m,超過(guò)1000m時(shí)，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行校核。 整機(jī)主要由門架、小車、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及電氣控制設(shè)備四大部分組成：門架采用桁架結(jié)構(gòu)，具有自重輕、用料省、剛度大、迎風(fēng)面積小等特點(diǎn)。本機(jī)小車有兩個(gè)吊鉤，分為主、副鉤，小車副鉤可在額定負(fù)荷范圍內(nèi)，協(xié)同主鉤進(jìn)行工作（但決不允許兩鉤同時(shí)提放兩個(gè)重物），物體的重量不得超

2、過(guò)主鉤的額定起重量。二、 主要技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖主要技術(shù)參數(shù) 工作級(jí)別：A5 、 操縱方式：地操、單邊懸臂長(zhǎng)：9.1m 起重量：主鉤75t 副鉤20t 跨度：27 m 起升高度：11/13m 主鉤起升速度：3.7m/min 副鉤起升速度：6m/min（1） 小車運(yùn)行速度：27m/min 大車運(yùn)行速度：34.1m/min 小車輪距：2800mm 小車車輪：4-500 小車軌距：3600mm 小車軌道：P43 大車輪距：10600mm 大車車輪：8-700 大車軌距：27000mm 大車軌道：QU80起重機(jī)總重：117067kg 其中：小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：22080kg 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：12780kg 電

3、氣設(shè)備（含電纜卷筒）等：4120kg 門架金屬結(jié)構(gòu)部件重量： 主梁：2x24751=49502kg 支腿（）：2x2835.3=5670.3kg 支腿（）：2x2245=4490kg 聯(lián)系梁：2x992.4=1984.8kg 馬鞍梁： 2962.6kg 下橫梁：2x4871=9742kg 電纜滑車架： 1332kg 梯子、平臺(tái)、欄桿等：1720kg 電纜拖車自重： 1320 （2）三、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （見(jiàn)圖1）（3）第二章 載荷計(jì)算一、風(fēng)載荷 工作風(fēng)壓：q=25 kg/m2 非工作風(fēng)壓：q=80 kg/m2（一）、沿大車軌道方向風(fēng)載荷計(jì)算1、單片主梁迎風(fēng)面積 F梁風(fēng)F梁風(fēng)=F輪 式中：F輪起重機(jī)組成

4、部分的輪廓面積在垂直于風(fēng)向平面上的投影（m2）F輪=36.55×2.15=78.58 m2 充滿系數(shù) 0.20.6，桁架式取=0.4F梁風(fēng)=0.4×78.58=31.43m22、小車迎風(fēng)面積 F小車風(fēng) F小車風(fēng)=4.24×1.91=8.0984 3、貨物迎風(fēng)面積 F貨物風(fēng) F貨物風(fēng)=364、沿大車軌道方向的工作風(fēng)載荷為： P=CkqF梁風(fēng) 式中：C體形系數(shù).（桁架取 C=1.4）= 1.4×1.46×25×31.43 （小車、貨物取C=1.2）=1606 k高度修正系數(shù).（本機(jī)取k=1.46）P= Ckq（ F+F） 式中： F=F=

5、 F=78.58 =1.4×1.46×25×（0.4×78.58+0.66×0.4×78.58） =2666.3 kg =0.4（4） 折減系數(shù). （=0.909）查表 =0.66 點(diǎn)載荷=127 P小車風(fēng)=1.2×1.46×25×8.0984=354.7 P=1.2×1.46×25×36=1576.8（二）、垂直大車軌道方向風(fēng)載荷計(jì)算 迎風(fēng)面積計(jì)算： F=2.168×1.6×2=6.94 注：迎風(fēng)面積按主梁與支腿連接處，主梁為矩形截面計(jì)算。充滿系數(shù) 取=

6、1F=4.03×1.91=7.7 F= F貨物風(fēng)=36垂直大車軌道方向風(fēng)載荷計(jì)算 P=1.4×1.46×25×6.94=354.6 P=1.2×1.46×25×7.7=337.3P= P貨物風(fēng)=1576.8 支腿迎風(fēng)面積計(jì)算（二個(gè)支腿）由于跨度為27m,后支腿不必考慮前支腿的遮擋。故；F=2F 式中：F=×9.198=12.8772F=2×0.4×12.8772 =10.3P=1.4×1.46×25×10.3=526.33（5）沿大車軌道方向風(fēng)載荷 P=127 小車

7、車輪側(cè)向壓力 P=（P小車風(fēng)+ P） =（354.7+1576.8）=965.8 二、自重與貨載計(jì)算 單片主梁自重：G=24751 馬鞍自重：G=2963 欄桿自重：（包括：端部欄桿、欄桿、梯子平臺(tái)、電纜滑車架） G=92.6+403+1720+1332=3547.6 主梁聯(lián)系梁自重：G=992.4 電氣設(shè)備自重：G=2800 小車自重：G=22080 P=（G+ G+ G） 式中：K起重機(jī)通過(guò)鋼軌接縫或不平道路時(shí)的沖=（24751+3547.6+992.4） 擊系數(shù)（沖擊系數(shù)只與起重機(jī)自重相乘） =1534.3 K=1.1（6） 小車工作輪壓（動(dòng)載）計(jì)算：P= 式中：第二類載荷的動(dòng)力系數(shù)。（

8、動(dòng)力系數(shù)，只與= 額定起重量相乘，而起重機(jī)自重不需要乘動(dòng)力系數(shù)） =26697 Q額定起重量， Q=75000 =1.1三、 慣性載荷計(jì)算 （沿大車運(yùn)行軌道方向） （一）、大車起、制動(dòng)時(shí)，沿大車軌道運(yùn)行方向的每片主梁、欄桿、聯(lián)系梁自重產(chǎn)生的慣性力計(jì)算 F=× 式中：V大車運(yùn)行速度 V= 0.57 =× t大車制動(dòng)時(shí)間 t=7s =243.4 g = 9.8 節(jié)點(diǎn)載荷：P=11.6 （二）、大車起、制動(dòng)時(shí)，電氣設(shè)備自重產(chǎn)生的慣性力計(jì)算F=×=×=23.3（三）、大車起、制動(dòng)時(shí)，小車和貨載自重產(chǎn)生的慣性力計(jì)算 F=×=×=806.6（7）

9、小車車輪側(cè)壓力為：P P=403.3 水平桁架分布載荷P的計(jì)算 P=P+P=11.6+127=138.6 水平桁架移動(dòng)載荷P的計(jì)算 P=P+P=403.3+965.8 =1369.1 （四）、小車起、制動(dòng)慣性力（垂直大車運(yùn)行軌道方向）的計(jì)算 1、小車起、制動(dòng)時(shí)，小車自重和載重之和慣性力F的計(jì)算 F=（Q+G）× 式中：n小車制動(dòng)輪數(shù) n=2 =（75000+22080）× n小車車輪數(shù) n=4 =6934.32、作用在斜桁架上節(jié)點(diǎn)分布載荷P的計(jì)算P= 式中：1482水平桁架自重之半 =409.7 1207.3花紋板自重 2183.6欄桿自重（不包括：梯子、平臺(tái)） 992.4

10、聯(lián)系梁自重 777斜桁架自重 tg=0.8234 =39.5° cos39.5°=0.772（8）根據(jù)以上計(jì)算，將以上計(jì)算載荷匯總?cè)缦拢篜=1534.3 （主梁自重分布載荷）P=26697 （75/20t小車和貨載的工作輪壓）P=11.6 （大車起、制動(dòng)時(shí)，主梁、欄桿、聯(lián)系梁自重之和慣性力）P=403.3 （大車起、制動(dòng)時(shí)，75/20t小車和貨載自重的慣性力）P=127 (沿大車軌道方向，主梁的風(fēng)載)P=965.8 （沿大車軌道方向，75/20t小車和貨載的風(fēng)載）P=138.6 (沿大車軌道方向，主梁慣性力和風(fēng)載)P=1369.1 (沿大車軌道方向，小車自重、載重之和的慣性

11、力及其風(fēng)載之和)P=167 (電纜拖車自重分布載荷) 計(jì)算見(jiàn)后面P=1481.5 (作用在一個(gè)支腿上的馬鞍自重) 其一半重量分布在支腿的三個(gè)節(jié)點(diǎn)上。P=1720 (梯子平臺(tái)自重) 作用在支腿附近的主桁架二節(jié)點(diǎn)上 P=409.7 (斜桁架上自重分布載荷)F=6934.3 (垂直大車軌道方向，小車自重、載重之和制動(dòng)慣性力)（9）四、各桁架簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖： （見(jiàn)圖2圖19） （10）（11）（12）（13）（14）（15）（16）（17） （18） 第三章 主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算一、四桁架主梁的結(jié)構(gòu)主要由：主桁架、付桁架、上、下水平桁架、斜桁架等構(gòu)成，主要材料為工字鋼、槽鋼、Q235B鋼板等。用高強(qiáng)螺栓與支腿

12、、馬鞍梁相連接。 二、主梁截面尺寸 （見(jiàn)圖20所示） （19）三、主梁的計(jì)算 四桁架式主梁是多次超靜定空間桁架結(jié)構(gòu)，可以把它分解成平面桁架進(jìn)行分析、計(jì)算。(見(jiàn)圖21、22、23、24) （20） （21） （一）、固定載荷 主桁架：自重、走臺(tái)和水平桁架重量的一半，主梁聯(lián)系架重 量的1/4。付桁架：自重、走臺(tái)和水平桁架重量的一半，主梁聯(lián)系架重 量的1/4和三個(gè)帶工具人員的重量以及小車可拆換 零部件的重量。（二）、移動(dòng)載荷 移動(dòng)載荷對(duì)各片桁架的作用 （見(jiàn)圖25） （22）小車運(yùn)行時(shí)：Q=Q+P Q=PQ 式中：Q=.Q=Q=H P小車輪壓 P=（不計(jì)動(dòng)力系數(shù)和沖擊系數(shù) ） H= P=.P =

13、83; P=PP = b、h桁架主梁的寬度與高度 I、I、I、I桁架的折算慣性矩小車不動(dòng)時(shí)： Q=PQ 式中：k= k= Q= 重心坐標(biāo)：x=·b Q=0 、 Q=·Q y=·h 主桁架慣性矩 ： I= 式中：A、A主桁架的上、下弦桿截面積 = A=A=2×67.25+22.4=156.9 =20.65×10 h主桁架的計(jì)算高度 h=185（23）付桁架慣性矩： 系數(shù) （四桁架取 =1.3） I=8.85×10 A=A=67.25 水平桁架慣性矩： b主桁架的計(jì)算寬度 b=140.7I=I=2.38×10 A=A=2

14、5;15.692=31.384 =×=5.21 =0.76 Q =× =0.225 tP=24270=24.27 t H=0.057 t P=×24.27=16.989 t P=24.2716.989=7.281 t x=×140.7=98.5 y=×185=92.5 （24）小車運(yùn)行時(shí)： Q=0.225+16.989=17.214 t Q=7.2810.225=7.056 tQ=Q=H=0.057 t小車不動(dòng)時(shí)： k=2.33 k=8.68 Q=2.909 t Q=24.272.909=21.361 t Q=0Q=0.76×2.90

15、9=2.211 t經(jīng)過(guò)上述分析，可知各弦桿的最不利工況是：對(duì)主桁架上弦桿和付 桁架下弦桿應(yīng)取小車不動(dòng)的工況；對(duì)于主桁架下弦桿和付桁架上弦桿則 應(yīng)取小車運(yùn)行的工況。實(shí)踐表明，四桁架式主梁中主桁架上弦桿和付桁架下弦桿較易破壞， 而主桁架下弦桿和付桁架上弦桿破壞較少。各片桁架最不利工況時(shí)的載荷位置取小車位于跨中和懸臂極限兩個(gè)位置。（三）、主桁架上弦桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 主桁架上弦桿受力比較復(fù)雜，它承受的內(nèi)力為： 1、由固定載荷引起的內(nèi)力Np; 2、由移動(dòng)載荷引起的內(nèi)力No; （25）3、由移動(dòng)載荷引起的局部彎矩M、M;4、小車運(yùn)行制動(dòng)載荷引起的內(nèi)力N（小車不動(dòng)的工況N=0）;5、大車運(yùn)行制動(dòng)時(shí)q引起的內(nèi)力N

16、（計(jì)算水平桁架時(shí)得到）;6、大車運(yùn)行制動(dòng)時(shí)，移動(dòng)載荷Q的水平慣性載荷引起的內(nèi)力N（計(jì)算水平桁架時(shí)得到）;7、大車運(yùn)行制動(dòng)時(shí)，移動(dòng)載荷引起的局部彎矩M、M（計(jì)算水平桁架時(shí)得到）;8、工作狀態(tài)風(fēng)載荷引起的桿件內(nèi)力N（計(jì)算水平桁架時(shí)得到）; （四）、內(nèi)力計(jì)算由于主桁架，水平桁架的跨中節(jié)間為交叉腹桿，是一次超靜定 桁架，按力法求解如下： 解內(nèi)力典型方程式：x+ =0 = =桁架中各桿軸力（內(nèi)力） 式中：N單位力=1產(chǎn)生的各桿軸力N=N+xN N荷重P產(chǎn)生的各桿軸力 l各桿長(zhǎng)度 F各桿截面面積 E桁架桿件的彈性摸量 由于計(jì)算內(nèi)力圖較多，下面僅選垂直、水平桁架中間節(jié)間內(nèi)力，計(jì)算各一示例，其余均將計(jì)算結(jié)果直

17、接填入圖中（見(jiàn)圖26、27及表12）。（26）（1）、跨中受動(dòng)載中間節(jié)間內(nèi)力計(jì)算 （見(jiàn)圖26） x=0.025P（2）、水平桁架分布載荷中間節(jié)間內(nèi)力計(jì)算 見(jiàn)圖15（1） 和（圖27）x=- =-=0.258 t= 258 （27） （28） 四、主梁的強(qiáng)度計(jì)算 （一）、載荷組合、許用應(yīng)力和計(jì)算方法 1、 載荷組合 組合甲：計(jì)算正常工作時(shí)的情況；即考慮靜載荷、移動(dòng)載荷 （包括動(dòng)力系數(shù)）及工作狀態(tài)下的風(fēng)載荷. 組合乙：（1）、計(jì)算除組合甲中所考慮的載荷外，還考慮由于大車或小車起、制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的水平慣性載荷。（2）、非工作時(shí)情況。即考慮靜載荷（不計(jì)動(dòng)力系數(shù)）及 非工作狀態(tài)下的風(fēng)載荷。2、 許用應(yīng)力

18、 對(duì)于所用材料為Q235B時(shí)： 組合甲 =1600 組合乙 =1800 3、 計(jì)算方法 作用于主梁各桁架的載荷分析為：1、 主桁架作用載荷 它由固定載荷，移動(dòng)載荷，小車起、制動(dòng)引起的縱向水平載荷 和主桁架承受的輪壓引起的局部彎矩組成。其中，固定載荷包括 主梁自重、梯子平臺(tái)重量和馬鞍自重之半（因馬鞍與主梁連接處 的斷面為四桁架結(jié)構(gòu)）。移動(dòng)載荷包括小車自重，貨載和電纜拖車 自重等。 （29）2、 水平桁架載荷 它包括風(fēng)載荷，大車起、制動(dòng)的慣性載荷和斜桁架垂直載荷在 水平方向的分力。3、 斜桁架上的載荷 斜桁架自重，水平桁架自重之半和欄桿自重總和在斜桁架平面 內(nèi)的分力。（二）、主桁架強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定

19、性驗(yàn)算 圖281、載荷組合 甲 （1）、上弦桿（雙30b工字鋼.夾立筋）甲、上弦桿截面性質(zhì)計(jì)算（不計(jì)入小車軌道，因其未焊在主 梁上），（見(jiàn)圖28） （30）截面積：F=2×67.254+22.4=156.9Z=8.31XX軸的截面慣性矩： I=2II 其中： I=×25.6×1.4425.6×1.44×15×1.1×27.1227.12×1.1×6.69=1.146×10 =2×1.146×100.669×10 I=×0.8×3030×

20、0.8×14.28=2.961×10 =0.669×10YY軸的截面慣性矩： I=2II 其中：I=×1.44×25.6×27.12×1.1=0.2016×10 =2×0.202×101.195×10 I=×28×0.8 =1.599×10 =1.195×10 W=3563.2 W=1365.1 W=1249.2 i=13.74 i=10.1乙、上弦桿強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗(yàn)算 桿件ef（懸臂受載）（31） N=6.364P9.216P11.26P7

21、.78P0.258 =6.364×26.6979.216×1.534311.26×0.127 7.78×0.96580.258 =193.2417t=193241.7強(qiáng)度驗(yàn)算： = =1231.6=1600 桿件kl（跨中受載）N=-4.411P-4.257P-5.806P-5.78P-0.551 =-4.411×26.697-4.257×1.5343-5.806×0.127 -5.78×0.9658-0.551 =-131.1627t=-131162.7集中輪壓引起的局部彎矩，對(duì)跨中節(jié)間可按下面近似公式計(jì)算 M=

22、Pl 式中：l=200 cm =×26697×200 =889900 · M=Pl=×965.8×200 =32193.3 · 驗(yàn)算：= =- =-1111.5=1600 （32）穩(wěn)定性驗(yàn)算： = 式中：查表得=0.9 =- =-1204.4=1600 剛度驗(yàn)算： =19.8=120 式中：l=200 cmm=0.031 = 式中：查表得=0.7 =- =-1444=1600 （2）、下弦桿與上弦桿相同（計(jì)算略） （3）、直桿強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗(yàn)算 甲、直桿采用槽鋼12，對(duì)扣焊接，節(jié)點(diǎn)板厚=10。 其截面性質(zhì)為： F=2×1

23、5.362=30.724 I=692 I=74.8 i=4.75 i=1.56 W=115.4 W=20.4 乙、直桿強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗(yàn)算（懸臂受載）計(jì)算式同上 （33） N=PP=-26.697-1.5343=-28.2313t=-28231.3 =-=-918.9=1600 =42.1=150 式中：查表得=0.7 . l=200 cm=-=-1332.2=1600 考慮電纜拖車作用時(shí) N = PPP =-1.5343-26.697-0.167=-28.3983t=28398.3 M=2712 · （計(jì)算見(jiàn)后） m=0.025 =- 式中：查表得=0.67 =-1400=160

24、0 對(duì)于彎矩作用平面外穩(wěn)定計(jì)算 =137.8=150 式中： l=215 cm 按= 式中：查表得=0.78 C=0.85 = =-1414.8=1600 （4）、斜桿采用槽鋼10，交叉焊接。節(jié)點(diǎn)板厚=10。斜桿與直桿計(jì)算方法相同 （略）（34）2、 載荷組合 乙 第一種：計(jì)算大車或小車起、制動(dòng)時(shí)的情況，考慮靜載荷、移動(dòng) 載荷（包括動(dòng)力系數(shù)），慣性載荷及工作狀態(tài)下的風(fēng)載荷。 對(duì)于主桁架，僅上弦桿須另行驗(yàn)算。（1）、上弦桿ef（懸臂受載） N=6.363P9.216P0.28511.26P7.778P1.07 =6.363×26.6979.216×1.53430.28511.

25、26×0.1386 7.778×1.36911.07 =204.866t=204866 =1305.7=1800 （2）、上弦桿kl（跨中受載） N=-4.411P-4.257P-0.551-5.806P-5.78P-1.982 =-4.411×26.697-4.257×1.5343-0.551-5.806×0.1386 -5.78×1.3691-1.982 =-135.543t=135543 局部彎曲計(jì)算： M=Pl 式中：l=200 cm =×26697×200 =889900 · M=Pl=

26、5;1369.1×200 =45636.7 · （35）=- =- =-1150.2 =1800 =19.8=120 式中：l=200 cm =- 式中：查表得=0.9 =- =-1214 =1800 m=0.042 = 式中：查表得=0.8 = =1329.6 =1800 載荷組合乙第二種情況，由于計(jì)算值較小，故不予計(jì)算。3、由于電纜拖車自重載荷作用，驗(yàn)算主桁架如下桿件 電纜拖車自重為1320,全長(zhǎng)為19m.其車輪布置如下（見(jiàn)圖29） 電纜拖車車輪布置圖29 （36） 車輪數(shù)：n=7,則平均輪壓P為：P=188.6 考慮動(dòng)力系數(shù)=1.1 則： P=×P=1.1&

27、#215;188.6=207.5 電纜拖車相應(yīng)于主梁的節(jié)點(diǎn)載荷如下： P=151.7 P=×P=1.1×151.7=167 下面驗(yàn)算桿件 電纜拖車支架BE、EC桿件均采用L50×50×6角鋼 （1）、桿件AD（即主桁架中h8）驗(yàn)算：（見(jiàn)圖30） 圖30 （37）N=PPP =1.534326.6970.2075=28.4388tM=0.091P×1.436=0.02712t·m=2712· 桿件AD（h8）采用2×12槽鋼 F=2×15.362=30.724i=4.75 i=1.56 W= 115.4=4

28、5.3=137.8=150 l=215 cm 彎矩平面內(nèi)的驗(yàn)算 m=0.025 =- 式中：查表得=0.67=1381.5=1600 （2）、桿件EC驗(yàn)算 采用L50×50×6角鋼 F=5.69 i=0.97 l=37× =52.3 cm=54=200 N=0.763P=0.763×207.5=158.3 式中：查表得=0.854= =32.6=1600 （38）（3）、桿件EB驗(yàn)算 采用L50×50×6角鋼M=0.46P×4.5=0.46×207.5×4.5=429.5·N=0.54P=0.5

29、4×207.5=112.05 W=3.7= =135.8=1600 （三）、水平桁架強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算1、主桁架中的上弦桿已驗(yàn)算過(guò)，下面僅驗(yàn)算另一弦桿。 （1）、組合乙 甲、桿件 采用30b工字鋼 F=67.254 i=11.8 l=140 cm N=-（6.819P5.56P） P=P =138.6235.3 式中：1482水平桁架自重之半 =373.9 1207.3花紋板自重 N=-（6.819×373.95.56×1369.1） 2184欄桿自重（不包括：梯子、平臺(tái)） =-10162 992.4聯(lián)系梁自重 777斜桁架自重 tg=0.744 （39）=-

30、151.1 =1800 =12.7=150 式中：查表得=0.57 . l=150 cm=265.1 =1800 乙、桿件 驗(yàn)算 N=4.751P4.954P =4.751×1369.14.954×373.9 =8356.9=124.3 =1800 2、水平桁架斜桿驗(yàn)算 （1）、桿件e 采用12槽鋼 F=15.362 i=4.75 l=212.6 cm N=-5.98P-2.99P=-5.98×373.9-2.99×1369.1 =-6329.5 =-=-412 =1800 =44.8=200 =-588.6 =1800 （2）、桿件g驗(yàn)算 當(dāng)小車中心停

31、在柔性腿中間時(shí)，則R=2P N=-2.99P-7.474P=-2.99×1369.17.474×373.9 =-6888.2 （40） =-448.4 =1800 =44.8=200 =-640.6 =1800 3、水平桁架直桿驗(yàn)算 采用2×12槽鋼 F=2×15.362=30.724 i=4.75 l=160 cm N=PP=-373.9-1369.1=-1743 =-56.7 =1800 =33.7=200 =123.3 =1800 式中：查表得=0.46 由于組合乙計(jì)算值較小，故載荷組合甲和載荷組合乙的第二種工況均不必另行驗(yàn)算。 （四）、斜桁架桿件

32、驗(yàn)算 由于弦桿已在主桁架和水平桁架中驗(yàn)算過(guò)，下面僅驗(yàn)算斜桿1、 斜桿6驗(yàn)算 采用10槽鋼 F=12.748 i=3.95 l=306 cm （41） N=-6.075P=-6.075×409.7=-2489=-195.3=1600 =77.5=200=-849.1 =1600 式中：查表得=0.23五、 主梁靜剛度、上拱和動(dòng)剛度計(jì)算 （一）、主梁靜剛度計(jì)算四桁架式主梁的總體剛度，用動(dòng)載荷作用下主桁架跨中和懸臂端的彈性變形（稱靜撓度）來(lái)衡量。 主桁架在小車輪壓（不考慮動(dòng)力系數(shù)和沖擊系數(shù)）作用下，（即小車位于跨中或懸臂端）引起的撓度可按莫爾公式計(jì)算；對(duì)于校核性計(jì)算，可用下面的公式計(jì)算。計(jì)

33、算時(shí)將主桁架及和主桁架位于同一平面的支腿，都轉(zhuǎn)換成實(shí)體結(jié)構(gòu)，然后按箱形龍門起重機(jī)相類似的剛度計(jì)算公式計(jì)算撓度。 （1）、小車位于跨中，主桁架跨中的撓度為： f=（） f= （2）、小車位于懸臂端，主梁懸臂的撓度為： f=（l+L） f= 式中：P小車輪壓 P=24270 （不計(jì)動(dòng)力系數(shù)和沖擊系數(shù) ） （42） L跨度 L=2700 l有效懸臂長(zhǎng)度 l=600 k系數(shù). k=.I= 其中：H支腿的投影高度 H=919.8 = 變截面支腿的計(jì)算長(zhǎng)度折算系數(shù) =1=8.93×10 I將主桁架視為實(shí)體梁時(shí)，梁的折算慣性矩 I=I=20.65×10 k=. I將桁架支腿視為實(shí)體構(gòu)件時(shí)

34、，支腿的折算慣性矩。 =× 由于支腿和主桁架連接的兩個(gè)肢截面積相等，I可 =0.79 用下式計(jì)算：I= 這里：A桁架支腿和主桁架連接的一個(gè)肢的截面積 A=21.316 h支腿和主桁架連接處，兩個(gè)肢之間的距離。h=330 系數(shù). 查表得：=1.3f=（）=×()=1.17 =f=（43）f=（l+L） =×(600+×2700) =1.27 =f= （二）、主梁上拱度計(jì)算方法及計(jì)算值 1、計(jì)算方法 根據(jù)規(guī)范規(guī)定： 跨中上拱度， f= 懸臂上拱度， f= L懸臂總長(zhǎng)度 跨中各節(jié)點(diǎn)的上拱值按下式計(jì)算 f=f1 懸臂端各節(jié)點(diǎn)的上拱值按下式計(jì)算 f=f() 跨中自

35、重?fù)隙扔?jì)算 f=(P) P= 懸臂距支腿軸線6m處自重?fù)隙扔?jì)算 f=(P)（44） 制造時(shí)主梁各節(jié)點(diǎn)上拱值應(yīng)包括自重下?lián)隙?跨中：f=ff 懸臂：f=ff 2、主梁上拱計(jì)算值 （1）、跨中 f=2.7 f=(P) P=1347.6 = =519 （計(jì)算 略） =0.33 故： f=2.7+0.33=3.03 （2）、懸臂 f=1.82 L=910 f=(P) =302 （計(jì)算 略） = =0.19 故： f=1.82+0.19=2.01 拱度在桁架長(zhǎng)度方向的變化應(yīng)該是均勻的（認(rèn)為支腿和主桁架連接 處上拱值為零），各節(jié)點(diǎn)的上拱值按正弦曲線變化，這里就不在計(jì)算了。 （45） （三）、主梁動(dòng)剛度計(jì)算

36、 1、小車空載位于跨中時(shí)，垂直方向的自振周期T計(jì)算 T=2T=0.3 秒 M =(0.5qL+G) 式中：M大車及小車的換算質(zhì)量（·S/） q = = q主桁架單位長(zhǎng)度重 （/m） = 677.2 /m 36.55主梁全長(zhǎng) （m） M =(0.5×677.2×2722080) =31.86 ·S/ K = K橋架在垂直平面的剛度 （/） 式中：J=8.1×10 K=4.15×10/ 故：T=2×3.14=0.174T=0.3 秒 2、小車空載位于有效懸臂處，垂直方向的自振周期T計(jì)算 T=2T=0.3 秒 M =(0.3q l

37、 +G) =(0.3×677.2×622080) =23.77 ·S/（46） K= K=4.3×10/ 故：T=2×3.14=0.15T=0.3 秒第四章 支腿計(jì)算支腿計(jì)算，主要分析門架平面內(nèi)和支腿自身平面內(nèi)的內(nèi)力，一般按 平面系統(tǒng)計(jì)算。另外計(jì)算中采用了折算慣性矩，把變斷面的支腿和桁架 主梁都近似簡(jiǎn)化為承受彎矩的實(shí)體結(jié)構(gòu)。實(shí)踐證明，此方法計(jì)算上比較 簡(jiǎn)單，作為選定構(gòu)件尺寸還是可行的。一、 支腿的載荷和內(nèi)力計(jì)算 （一）、支腿的載荷 小車和貨載的工作輪壓 P=26697 單片主梁自重分布載荷 P=1534.3 馬鞍自重（作用在一個(gè)支腿上） P=1

38、481 梯子平臺(tái)自重（作用在支腿附近的主桁架二節(jié)點(diǎn)上）P=1720 風(fēng)載（沿小車軌道方向）P計(jì)算： P =（PPP）P =（354.6337.31576.8）526.33 =1660.7 小車制動(dòng)慣性力 F=6934.3 （47）（二）、門架平面內(nèi)支腿內(nèi)力計(jì)算 當(dāng)小車位于有效懸臂6m位置時(shí)，支反力最大。故支腿計(jì)算時(shí)僅 取該位置進(jìn)行計(jì)算。 門架平面內(nèi)所受載荷為P、P、P、P、P和F 按力法求解如下：（外力一次靜不定） 主梁的折算慣性矩J（半側(cè)數(shù)據(jù)） 支腿折算慣性矩J（半側(cè)數(shù)據(jù)）支腿折算慣性矩J（半側(cè)數(shù)據(jù)）1、 自重（主梁）作用時(shí)，約束反力x的計(jì)算（見(jiàn)圖31） 以下計(jì)算中，只考慮構(gòu)件的受彎，而略去

39、軸力、剪力、扭轉(zhuǎn)力矩 =() =-()正則方程： x= 0 x=（48） 圖31（49）2、 移動(dòng)載荷作用于有效懸臂6m處，反力x計(jì)算（見(jiàn)圖32） 圖32 =PLhL x=-=（50）3、 水平載荷作用反力x計(jì)算（見(jiàn)圖33） 圖33 =-（QhLQh） x=-= - （三）、慣性矩折算 1、主梁的折算慣性矩J J= I=21.78×102、支腿的折算慣性矩J 頂部和底部斷面尺寸 （見(jiàn)圖34） （51） 圖34 F=6×21.316=127.896 Z=1.67 J=6×21.316×336×21.316×（70.4） =1.46×10 J=6×21.316×936×21.316×（70.4） =11.13×10 = 0.20.8 = 0.2+0.8=0.267 J=×J = 0.267×11.13×10=2.97×10 =48.2 （52） Z=64.5 Z=24.5 J= 6×21.316