DCS2×50t32m門式起重機鋼結(jié)構(gòu)總體設(shè)計計算書

1、DCS2 X 50t/32m 門式起重機鋼結(jié)構(gòu)總體設(shè)計計算書目錄1 50+50t32m起重機結(jié)構(gòu)組成.12設(shè)計計算依據(jù).12.1主要技術(shù)指標.12.2遵照規(guī)范及主要參考文獻.22.3設(shè)計計算參數(shù).2總體設(shè)計.2構(gòu)件截面選擇和截面特性.4剛度要求.102.3.4 跨度.103總體計算.103.1計算模型.103.2荷載模型.113.3荷載工況與有限元計算結(jié)果.11自重工況（工況 1）.11跨中剛度工況（工況2）.12跨中抗彎工況（工況3）.12最不利抗剪工況（工況 4）.12剛性支腿工況（工況5）.134剛度驗算.135承載力驗算.135.1主梁桁架承載力驗算.13主梁桁架上弦承載力驗算.13主

2、桁下弦承載力驗算.13主梁桁架斜腹桿承載力驗算.145.2柔性支腿承載力驗算.145.3剛性支腿承載力驗算.146結(jié)論.141 50+50t32m起重機結(jié)構(gòu)組成1-1。50+50t32m起重機由上部主梁、支腿（剛性腿和柔性腿）、起重小車等組成，見圖圖1-1 2 X 50t/32門式起重機2設(shè)計計算依據(jù)2.1主要技術(shù)指標 起重量 Q= 2X 500kN跨距S= 32m，起吊咼度 H=7.5米; 工作制：A3主起升速度3m/min ;大車最大運行速度 12m/min，小車最大運行速度 5m/min ; 大車軌距32m，輪距6m ;小車軌距2m，輪距2m ; 工作風壓250N/ m2; 小車最大輪壓

3、 150kN;2.2遵照規(guī)范及主要參考文獻國家標準起重機設(shè)計規(guī)范GB38111983國家標準起重設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范GB502781998國家標準通用門式起重機GB/T144061993國家標準GB50009 2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范國家標準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500172003國家標準碳素結(jié)構(gòu)鋼GB7001988國家標準低合金結(jié)構(gòu)鋼GB1591 1988GB7061988GB7071988GB97871988GB97881988TSGQ2003-2004國家標準熱軋普通工字鋼截面特性國家標準熱軋普通槽鋼截面特性 國家標準熱軋等邊角鋼截面特性(11) 國家標準熱軋不等邊角鋼截面特性(12)

4、 行業(yè)標準門式起重機型式試驗細則2.3設(shè)計計算參數(shù)231總體設(shè)計2 x 50t/32m起重機上部主梁跨度為32m,見圖1-1 ;為了便于運輸和現(xiàn)場安裝，主梁分3節(jié),3節(jié)長度都為12m ;上部主梁采用三角形立體桁架結(jié)構(gòu)，高度為2.197m(主梁跨度的1/14.6),底桁寬度為0.9m，左右對稱，見圖2-1 ;主梁跨中桁架節(jié)間上弦采用雙銷連接，上弦銷孔為 75銷孔間距為152mm ;下弦采用單銷連接，銷軸為 55,銷軸材料為40Cr。桁架節(jié)段 的線重量為425kg/m。圖 2-1 三角形桁架斷面示意圖三角形桁架上弦為2X 22b+h、下蓋板，下弦為 2X 16時封板3 6,主桁斜腹桿為方管120

5、X 120 6主桁豎腹桿為方管 100 X 100不底桁腹桿為8。桁架材料為 Q235。柔性腿為鋼管，主管直徑426mm，壁厚8mm，材料為Q235。剛性腿為鋼管，主管直徑 426mm ，壁厚 8mm ，材料為 Q235。2.3.2 材料選用 結(jié)構(gòu)材料 Q235屈服強度d s=235MPa抗拉、抗壓和抗彎許用應(yīng)力： d I=156MPa d II=176MPa抗剪強度：t l=90MPa t ll=101MPa 銷軸材料 40Cr屈服強度 d s=539MPa（直徑 $ 70抗彎許用應(yīng)力： d wl=0.85 Xd s=458MPa 抗剪許用應(yīng)力： t l=0.35 Xd s=188MPa 結(jié)

6、構(gòu)材料 Q345 用于主梁上弦導(dǎo)軌（厚 35mm ）屈服強度 d s=327MPa抗拉、抗壓和抗彎許用應(yīng)力： dl=218MPa抗剪許用應(yīng)力： t l=125MPa 端面承壓許用應(yīng)力 d cdl=327MPa 鋼材的物理性能指標彈性模量 E=2.06 X 105MPa剪切模量 G=0.79X 105MPa質(zhì)量密度p =7850kg/m32.3.2 構(gòu)件截面選擇和截面特性主梁主桁架主梁主桁架上弦桿主梁主桁架上弦桿為下蓋板160X 122X 22b槽鋼間距為8cm,兩側(cè)封板38上蓋板160X 12導(dǎo)軌80 X 35mm,見圖2-2。80200圖2-2主梁主桁上弦桿組合截面普槽22b:截面高度H=2

7、2cm ;截面寬度 B=79cm;翼緣厚度tf=1.15cm ;腹板厚度tw=0.9cm ;截面面積 A=36.25cm2 ;慣性矩 lx=2570cm4 ； 慣性矩Iy=176cm4;中和軸距離 z0=2.03cm。 組合截面：A =1?0創(chuàng)人 7 =102ticrra+ * I =57 64cm4*尸1 = P.Tcwi f L = 52cmA強上弦桿計算長度則長細比為1 =182=303 < = 120查規(guī)范，得知廠 '、阪則容許軸壓力因”=妙爲0嚴用=27&GAJT 主梁主桁架下弦桿"八* 主梁主桁架下弦桿為 2X 16a槽鋼間距為7cm,，兩側(cè)封板36

8、上、下蓋板150X 8見圖2-3。d 1/>1:J.)rj i邑30圖2-3主梁主桁下弦桿組合截面 普槽16a:截面高度H=16cm ;截面寬度 B=6.3cm；翼緣厚度tf=1.Ocm ;腹板厚度tw=0.65cm ;中和軸距離 z0=1.79cm；截面面積 A=21.95cm2 ； 慣性矩 Ix=886.2cm4 ;慣性矩 Iy=73.4cm4。組合截面：山=合去汩，二=制7牝亦，T = 卅,fitri = 6.6&CJ71 jAf下弦桿計算長度匚=183沏二183旳 則長細比為兔三恥恥吧=150則容許軸拉力XI, =0八衛(wèi)=二125州聞卩=的八 主梁主桁架腹桿見圖2-4圖2

9、-3主梁主桁腹桿組合截面主梁主桁斜腹桿采用方管 120X 120X。截面：A= 26.W/r = 5 牡賦期=562c則回轉(zhuǎn)半徑L = 461km.= 4.61 km斜腹桿計算長度L- 21&協(xié)，/ = 21&搐A/則長細比為 - 47 3, X, - 475查規(guī)范，得馮=0.911斜腹桿容許軸壓力 主梁底桁架腹桿主梁底桁架腹桿為普槽8。普槽&-4 70.24麗 1 =101.+? I =16.&汕，*尸i 二二1先用 I =1.27cm* /豎腹桿計算長度I =90cm, I = 90cm&y斜腹桿計算長度I =163cmf ly=163cm則豎腹桿長

10、細比為足=236 A =70.7 <4=150i- -j- L 址氈斜腹桿長細比為A = 519. A =128.1 <U_ = 150 JEJRL J mu查規(guī)范知豎腹桿申IJ' f查規(guī)范知斜腹桿鳴=0.412則豎腹桿容許軸壓力Nj =聲 xcrj Xj4 = 12 W斜腹桿容許軸壓力77j =咿xcrJ x A= il5W 叭=眄町斑丈A=7我N 主桁上弦連桿主桁上弦連桿為18a。截面面積 A=25.69cm2 ;慣性矩 Ix=1272cm4 ;慣性矩 Iy=98.6cm4 ； 中和軸距離 z0=1.88cm；計算長度200cm, / = 200帀jr長細比為=28.4

11、, 4 -102<1_-150查規(guī)范知的一°込91容許軸壓力阿遍刃或x = 238W聞“匸妙冥crx衛(wèi)冃卿 剛性腿剛性腿立柱為鋼管，直徑 426mm，壁厚8mm。A -105cmi! . I /即幻亡網(wǎng)，J -L4 ScmXX計算長度廣孔血也？廣720皿 長細比為1 =20.3. A =48.7 刃=1201jpb JngB查規(guī)范，得化'W容許軸壓力期=罔珂鞏的超7阿廠/址口“心=1回柔性腿 柔性腿立柱為鋼管，直徑426mm，壁厚8mm。-4冃同盤奇，J冃債衛(wèi)乃加即*，I =14.&即宣J計算長度. '1k =20.3, X =4S.7 1=450長細比

12、為"(P 0.893查規(guī)范，得'容許軸壓力0嚴巧冥0嚴丿7463AMMl 廠陷 kMjj x 1=1651477剛度要求主梁跨中撓度S/700?？缍瓤缇郤= 32m。3總體計算3.1計算模型采用大型通用有限元分析軟件ANSYS8.0對門式起重機鋼結(jié)構(gòu)進行三維空間有限元分析，桁架弦桿采用梁單元 BEAM44,腹桿采用桿單元 LINK8,總體模型見圖3-1。圖3-1總體模型圖3.2荷載模型吊車豎向荷載：500+500kN小車自重：50+50kN起重機小車最大輪壓：150kN吊車豎向荷載的沖擊和動力系數(shù)：1.25計算撓度時，不計吊車豎向荷載的沖擊和動力系數(shù)。3.3荷載工況與有限元計

13、算結(jié)果3.3.1 自重工況（工況 1）在自重作用下，主梁跨中撓度為25mm主梁上弦桿軸力為-173kN （以壓力為負），主梁下弦桿軸力為 86kN （以拉力為負），主梁斜腹桿軸力為-51kN。水平連桿的軸力為 -15kN。剛性支腿主管軸力為-265kN，柔性支腿主管軸力為-267kN3.3.2 跨中剛度工況（工況 2）在主梁跨中（跨度 32m吊重時跨中產(chǎn)生最大撓度，見圖3-3圖3-3 工況2加載示意圖跨中撓度為35mm支腿水平位移為 55mm3.3.3 跨中抗彎工況（工況 3）在主梁跨中（跨度32m）吊重時跨中產(chǎn)生最大弦桿力荷載為：2X180+2X166kN 2X180+2X166kM主梁主桁

14、跨中上弦桿最大軸向壓力為2157kN,下弦桿最大軸向拉力為1078kN。主梁上弦水平連桿力為73kN3.3.4 最不利抗剪工況（工況4）門式起重機起吊1000kN,小車橫移到柔性支腿處。荷載為：2X180+2X166kN 2X180+2X166kM主桁腹桿最大軸向壓力為-259kN。柔性支腿立柱最大軸向壓力為-392kN。支腿腹桿最大軸向壓力為-10kN3.3.5 剛性支腿工況（工況 5）荷載為：2X180+2X166kN 2X180+2X166kM剛性支腿立柱最大軸向壓力為366kN4剛度驗算主梁主桁跨中:GB381 1983 要求。5承載力驗算5.1主梁桁架承載力驗算主梁桁架承載力按組合I （工況1+工況3）進行驗算。腹桿受力按組合I （工況1+工況4）抗剪工況計算。5.1.1 主梁桁架上弦承載力驗算主梁跨中上弦最大軸向壓力為2329kNcr= = 142MFa打口三巧6冊位5.1.2 主桁下弦承載力驗算爼網(wǎng)三12勿頤主梁跨中下弦最大軸向拉力為1165kN'a= = AAlMPa <r = V16MPa310k N< -：-5.1.3 主梁桁架斜腹桿承