目錄1.工程概況 1
2.計算依據及材料取值 1
2.1計算依據 1
2.2材料取值 2
3.計算荷載模型 2
3.1計算荷載 2
3.2荷載工況 3
3.3.計算模型 4
4.計算結果 5
4.1應力計算結果 5
4.2位移、支座反力及穩定計算結果 12
4.3工況7整體抗傾覆計算 13
5.結論和建議 14
60t門吊主梁採用雙主梁桁架結構,支腿採用鋼管焊接,採用軌道行走式,軌道間距27m,主梁跨度27m,淨高約13.5m,支腿行走輪距6.5m。
門吊主梁採用200型貝雷梁拼裝,門吊支腿採用鋼管結構,直立支腿採用φ325×10鋼管,斜支腿立柱採用φ273×7鋼管、平聯及斜撐採用φ159×5鋼管。起吊裝置採用1臺60t起重小車,60t門吊的結構布置形式如圖1所示。
圖1 60t門吊結構圖示
(1)60t龍門起重機設計圖
(2)《鋼結構設計規範》(gb50017-2003)
(3)《起重機設計規範》(gb3811-2008)
200型貝雷梁材質為q345鋼材,容許正應力按取值,容許剪應力按取值; q235鋼材,容許正應力按取值,容許剪應力按取值。
(1)自重荷載;
(2)起公升荷載:天車和吊重。
(3)電動葫蘆走行制動力:按起公升荷載的10%取值,。
(4)門吊走行制動力:吊重走行制動;
自重走行制動。
(5)風荷載:工作狀態時為6級風,基本風壓取120pa,非工作狀態時,基本風壓取500pa。
風荷載的計算按《起重機設計規範》(gb3811-2008)進行。風壓計算公式為:
上式中,kh為風壓高度變化係數,正常工作狀態下kh=1。龍門吊高度小於20m,非工作狀態時的風壓取值kh為1.23。c為風力係數;q為計算風壓。
對鋼管,c為0.7,則:
正常工作狀態時的風壓為:
非工作狀態時
對桁架,c為1.6,則:
正常工作狀態時的風壓為:
非工作狀態時的風壓為kh為1.23,
受風面積的計算按《起重機設計規範》(gb3811-2008) 進行。
對於n片貝雷梁的迎風面積,按《起重機設計規範》(gb3811-2008)第2.2.10.5條規定,單片貝雷梁的迎風面積計算結果如表1所示。
表1 單片貝雷梁迎風面積計算
門吊結構計算考慮以下七種荷載工況,其中門吊起重工況對起吊荷載考慮1.1倍的衝擊係數。
工作狀態組合:
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)
工況2:天車在一側支腿處起吊
(1)++1.1+(5)(順門吊走行方向的工作風)
工況3:天車在橫樑上走行(靠跨中)
(1)+(2)+(3)+(5)(順門吊走行方向的工作風)
工況4:天車在一側支腿走行
(1)+(2)+(3)+(5)(順門吊走行方向的工作風)
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)
工況6:吊重在一側支腿情況下門吊走行
(1)+(2)+(4)+(5)(順門吊走行方向的工作風)
非工作狀態工況:
工況7:(1)++(5)(順門吊走行方向的非工作風)
建立如下圖所示的60t門吊計算模型。計算程式為通用計算軟體midas,所有桿件均採用梁單元模擬。x方向為電動葫蘆走行方向, y方向為門吊走行方向,z方向為門吊高度方向。
邊界條件為在立柱底部約束x、y、z三個方向的位移,由於貝雷梁之間為銷軸連線,因此在計算中將銷軸連線處的彎矩釋放,模擬鉸接。
圖2 60t門吊結構計算模型
工況1計算結果如圖3所示。
圖3工況1計算結果
貝雷梁弦杆的最大拉應力為124.2mpa,最大壓應力為126.9mpa;
貝雷梁豎桿的最大拉應力為113.4mpa;最大壓應力為170.0mpa
貝雷梁斜桿的最大拉應力為51.9mpa,最大壓應力為52.5mpa;
i25a的最大拉應力為29.1mpa,最大壓應力為17.3mpa;
hw400×400的最大拉應力為32.4mpa,最大壓應力為33.9mpa;
鋼管最大壓應力87.1mpa,無拉應力;
鋼管最大拉應力65.6mpa ,無壓應力;
鋼管的最大拉應力25.1mpa,最大壓應力27.4mpa。
工況2計算結果如圖4所示。
圖4工況2計算結果
貝雷梁弦杆的最大拉應力為55.2mpa,最大壓應力為59.1mpa;
貝雷梁豎桿的最大拉應力為95.1mpa;最大壓應力為171.6mpa;
貝雷梁斜桿的最大拉應力為64.5mpa,最大壓應力為73.8mpa;
i25a的最大拉應力17.7mpa,最大壓應力-28.3mpa;
hw400×400的最大拉應力為31.3mpa,最大壓應力為30.9mpa;
鋼管最大壓應力88.4mpa,無拉應力;
鋼管最大拉應力37.6mpa ,無壓應力;
鋼管的最大拉應力15.8mpa;最大壓應力19.4mpa。
工況3計算結果如圖5所示。
圖5工況3計算結果
貝雷梁弦杆的最大拉應力為116.3mpa,最大壓應力為119.2mpa;
貝雷梁豎桿的最大拉應力為133.5mpa;最大壓應力為183.2mpa;
貝雷梁斜桿的最大拉應力為59.4mpa,最大壓應力為60.1mpa;
i25a的最大拉應力為32.4mpa,最大壓應力為18.7mpa;
hw400×400的最大拉應力為35.1mpa,最大主壓應力為36.8mpa;
鋼管最大壓應力為94.5mpa,無拉應力;
鋼管最大拉應力為76.1mpa,無壓應力;
鋼管最大拉應力為28.9mpa,最大壓應力為31.4mpa。
工況4計算結果如圖6所示。
圖6工況4計算結果
貝雷梁弦杆的最大拉應力為58.7mpa,最大壓應力為63.1mpa;
貝雷梁豎桿的最大拉應力為83.3mpa;最大壓應力為148.1mpa;
貝雷梁斜桿的最大拉應力為58.5mpa,最大壓應力為65.4mpa;
i25a的最大拉應力為30.8mpa,最大壓應力為31.4mpa;
hw400×400的最大拉應力為25.4mpa,最大壓應力為24.5mpa;
鋼管最大壓應力為72.3mpa,無拉應力;
鋼管最大拉應力為43.9mpa,無壓應力;
鋼管最大拉應力為16.4mpa,最大壓應力為18.8mpa。
工況5計算結果如圖7所示。
圖7工況5計算結果
貝雷梁弦杆的最大拉應力為162.1mpa,最大壓應力為174.9mpa;
貝雷梁豎桿的最大拉應力為127.1mpa;最大壓應力為200.0mpa;
貝雷梁斜桿的最大拉應力為56.5mpa,最大壓應力為57.3mpa;
i25a的最大拉應力為42.8mpa,最大壓應力為41.5mpa;
hw400×400的最大拉應力為64.8mpa,最大壓應力為63.1mpa;
鋼管最大壓應力為105.1mpa,無拉應力;
鋼管最大拉應力為63.5mpa,無壓應力;
鋼管最大拉應力為37.6mpa,最大壓應力為50.3mpa。
工況6計算結果如圖8所示。
圖8工況6計算結果
貝雷梁弦杆的最大拉應力為93.3mpa,最大壓應力為106.7mpa;
貝雷梁豎桿的最大拉應力為95.2mpa;最大壓應力為185.4mpa;
貝雷梁斜桿的最大拉應力為62.4mpa,最大壓應力為71.7mpa;
i25a的最大拉應力為37.2mpa,最大壓應力為44.1mpa;
hw400×400的最大拉應力為64.4mpa,最大壓應力為67.6mpa;
鋼管最大壓應力為94.7mpa,無拉應力;
鋼管最大拉應力為38.5mpa,無壓應力;
鋼管最大拉應力為36.5mpa,最大壓應力為51.2mpa。
工況7計算結果如圖9所示。
圖9工況7計算結果
貝雷梁弦杆的最大拉應力為43.4mpa,最大壓應力為45.3mpa;
貝雷梁豎桿的最大拉應力為27.8mpa,最大壓應力為59.7mpa;
貝雷梁斜桿的最大拉應力為19.9mpa,最大壓應力為20.5mpa;
i25a的最大拉應力為10.5mpa,最大壓應力為9.5mpa;
hw400×400的最大拉應力為18.5mpa,最大壓應力為17.6mpa;
鋼管最大壓應力為39.1mpa,無拉應力;
鋼管最大拉應力為21.6mpa,無壓應力;
鋼管最大拉應力為31.0mpa,最大壓應力為16.0mpa。
各個工況計算得到的最大支反力和最小支反力,橫樑豎向撓度及結構整體穩定係數如表1所示
表1支反力、撓度及穩定係數結果
由上表可知,在以上各個工況中最大支座反力為622kn,最小支座反力為42.1kn,均不出現拉應力,說明在上述工況中支架底部不會脫空,結構在中跨起吊情況下的最大撓度為45.9mm,小於規範容許的。
結構的最小整體穩定係數為6.22。
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