龍門吊畢業(yè)設(shè)計(jì)--雙梁門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　設(shè)計(jì)摘要：</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)為32/5tA型雙梁門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。門式起重機(jī)實(shí)現(xiàn)港口貨場(chǎng)裝卸作業(yè)效率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人操作條件。是貨場(chǎng)重要的起重運(yùn)輸機(jī)械。A型雙梁門式起重機(jī)主要由雙主梁、兩剛支腿、兩柔支腿以及馬鞍、上下橫梁組成門式起重機(jī)的主要金屬結(jié)構(gòu)。</p><p>　　關(guān)鍵字：A型門式起重機(jī) 結(jié)

2、構(gòu) 跨中 懸臂</p><p><b>　　Abstract：</b></p><p>　　The design for the 32 t A dual-beam structure design gantry crane；Gantry crane to achieve operating efficiency of the port loadin

3、g and unloading freight yard，Workers to reduce labor intensity and improve conditions for workers to operate；Gantry crane was lifting the freight yard important transport machinery；A dual-beam gantry crane mainly from tw

4、o main beam，two rigid outrigger，two flexible outrigger， two the saddle and beams of top and bottom gantry crane of the main metal structure.</p><p>　　Keywords： A dual-beam gantry crane Metal structur

5、e</p><p>　　Middle of span Cantilever</p><p><b>　　一、緒論</b></p><p>　　龍門起重機(jī)（俗稱龍門吊）是減輕裝卸工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善人工操作條件，提高裝卸作業(yè)生產(chǎn)能力的大型起重和裝卸設(shè)備，用途十分廣泛。在鐵路貨場(chǎng)與裝卸火車與汽車、馬車，在船廠里吊裝船

6、端，在水電站大壩起吊閘門，在港口碼頭裝卸集裝箱，在工廠內(nèi)部起吊和搬運(yùn)比較笨重的成件物品，在建筑安裝工地進(jìn)行施工作業(yè)在貯木廠堆積木材等等。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)以及參數(shù)</p><p>　　起重量：Q=32/5t</p><p><b>　　跨度：S=40m</b></p><p>　　起升高度：H=12m&l

7、t;/p><p><b>　　工作級(jí)別：A6 </b></p><p>　　起升速度：V起=7.78m/min</p><p>　　起升載荷動(dòng)力系數(shù)：1.2</p><p>　　運(yùn)行沖擊系數(shù)：1.1</p><p>　　大車制動(dòng)橋架水平?jīng)_擊系數(shù)：1</p><p><b&

8、gt;　　工作場(chǎng)合：室外</b></p><p><b>　　主梁軌道型式：偏軌</b></p><p>　　工作風(fēng)壓: pⅠ=250N/m2</p><p>　　非工作風(fēng)壓: pⅡ=800 N/m2</p><p>　　小車自重：Gxc=11.330t</p><p>　　小車輪

9、距：b=2700mm</p><p>　　小車軌距：K=2500mm</p><p>　　小車輪數(shù)：n=4（2輪驅(qū)動(dòng)）</p><p>　　小車車輪直徑DXC=500mm </p><p>　　小車沿大車軌道方向迎風(fēng)面積：8m2</p><p>　　小車沿支腿平面迎風(fēng)面積：6m2</p><p>

10、;　　小車軌道型號(hào)：P38</p><p>　　小車軌面到小車最高點(diǎn)的高度：1600mm</p><p>　　小車主吊鉤上限至小車軌面高度：1670mm</p><p>　　小車副吊鉤上限至小車軌面高度：825mm</p><p>　　第一章、整體尺寸確定</p><p><b>　　懸臂長(zhǎng)度尺寸</b

11、></p><p>　　懸臂長(zhǎng)度L0 =(0.25～0.35)S</p><p>　　=(0.25～0.35)×40</p><p><b>　　=10～14m</b></p><p>　　取懸臂長(zhǎng)度L0=10，根據(jù)要求柔性支腿側(cè)懸臂比剛性支腿側(cè)懸臂長(zhǎng)1m，故取剛性支腿側(cè)懸臂長(zhǎng)度L0剛=10m，柔性支腿側(cè)

12、懸臂長(zhǎng)度L0柔=11m。</p><p>　　有效懸臂長(zhǎng)度：L0=8 m</p><p><b>　　主梁截面尺寸</b></p><p>　　1.主梁截面高度h =(1/15～1/20)S</p><p>　　=(1/15～1/20)×40</p><p>　　=2～2.67m , 取

13、為h=2.4m=2400mm。</p><p>　　2.主梁翼緣板寬度b=(1/2～1/3)h</p><p>　　=(1/2～1/3)×2400</p><p>　　=800～1200mm </p><p>　　取b=1000mm。由于為偏軌箱形梁，為能在主腹板上安置軌道和軌道壓板，主腹板側(cè)的翼緣板懸伸應(yīng)大一些，一般取為b上=b下

14、+(70～120)mm,故取下翼緣板長(zhǎng)度為1000mm，上翼緣板為1080mm。</p><p>　　3.參考同型號(hào)起重機(jī)，取主梁主腹板厚度為δ1=10mm,副腹板厚度為δ2=8mm，上下翼緣板厚度δ0=10mm。 </p><p>　　4．可求得主梁截面尺寸如下圖所示</p><p>　　圖1 圖2</p>

15、;<p>　　三、大車基距B=(1/4～1/6)S</p><p>　　=(1/4～1/6)×40</p><p><b>　　=6.67～10m</b></p><p>　　取大車基距B=9m。</p><p>　　大車輪距K=(1/4～1/6)S0</p><p>　　

16、=(1/4～1/6)×61</p><p>　　=10.17～15.25m</p><p>　　式中S0--------主梁全長(zhǎng)，S0= S +L0剛+L0柔 =40+10+11=61m;</p><p>　　取大車輪距K=11m。</p><p><b>　　第二章 、主梁計(jì)算</b></p>

17、<p>　　一、主梁載荷及內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　1、移動(dòng)載荷及內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　(1)作用在一根主梁上的移動(dòng)載荷為</p><p>　　靜載荷（固定載荷）P=1/2（Q+Gxc）</p><p>　　=1/2×(32+11.330)</p><p><b>　　=21.

18、665t</b></p><p>　　小車滿載下降制動(dòng)時(shí)載荷P計(jì)計(jì)算</p><p>　　P計(jì)=1/2（Ф2Q+Ф4Gxc）</p><p>　　=1/2（1.2×32+1.0×11.330）</p><p><b>　　=24.865t</b></p><p>　

19、　式中Ф4 -------軌道接頭小車運(yùn)行沖擊系數(shù)，在Vxc≤60m/min時(shí)取為1</p><p>　　(2)移動(dòng)載荷位于有效懸臂L0處主梁懸臂根部彎矩M懸計(jì)算</p><p><b>　　M懸= P計(jì)×L0</b></p><p><b>　　=24.865×8</b></p><

20、;p>　　=198.920t*m=1989.2KN·m</p><p>　　剪力Q懸= P計(jì)=24.865t=248.650KN·m</p><p>　　（3）移動(dòng)載荷位于跨中時(shí)，主梁跨中彎矩M中為</p><p>　　M中=1/4×P計(jì)×S</p><p>　　=1/4×248.65&

21、#215;40</p><p>　　=2486.500KN</p><p>　　剪力Q中=1/2×P計(jì)=1/2×248.650=124.325 KN·m</p><p><b>　　2、載荷及內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　一根主梁自重G靜=Gq+G軌+G欄桿+G電=80t（初估）&l

22、t;/p><p>　　其中，Gq =72.271t。</p><p>　　主梁與支腿總重量估算值</p><p>　　G1=0.5 =0.5×=76.525= Gq +G支 -------式中G支 =0.2～0.4 q計(jì)L支</p><p>　　一

23、根主梁的分布載荷q和q計(jì)計(jì)算，如下</p><p>　　由于Ф4=1.0故 q=q計(jì) =G靜/(L+L0剛+L0柔)</p><p>　　=80/40+10+11)</p><p>　　=1.3115t/m=13.115KN/m</p><p>　　從而得出Gq =72.271t，G支 =4.254t。</p><p>

24、;　　(1)柔性支腿側(cè)靜載彎矩M自柔和剪力Q自柔計(jì)算</p><p>　　M自柔 =－1/2q計(jì)×L0柔2</p><p>　　=－1/2×（13.115×112）</p><p>　　=－793.458KN·m</p><p>　　Q自柔= q計(jì)×L0柔</p><p&g

25、t;　　=13.115×11</p><p>　　=144.265KN</p><p>　　（2）剛性腿側(cè)靜載彎矩M自剛和剪力Q自剛的計(jì)算</p><p>　　M自剛=－1/2（q計(jì)·L0剛2）</p><p>　　=－1/2×13.115×102</p><p>　　=－655

26、.750 KN·m</p><p>　　Q自剛= q計(jì)×L0剛</p><p>　　=13.115×10</p><p>　　=131.150KN</p><p>　?。?）跨中的靜載彎矩M自中計(jì)算</p><p>　　M自中=1/8 q計(jì)×S2+1/2(M自柔+M自剛)<

27、/p><p>　　=1/8×13.115×402+1/2×(－793.458－ 655.750)</p><p>　　=1897.396 KN·m</p><p>　　3 、風(fēng)載及內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　（1）風(fēng)向平行大車軌道方向時(shí)作用在小車上的均布風(fēng)力計(jì)算</p><p>　

28、　PwⅡxc=CpⅠA xc</p><p>　　= 1.2×250×8</p><p>　　=0.24t=2.4KN</p><p>　　所以P小風(fēng)=1/2×2.4=1.2t(小車作用在一根主梁上的風(fēng)力)。</p><p>　?。?）主梁的均布風(fēng)載荷P主風(fēng)計(jì)算</p><p>　　q主風(fēng)

29、= P wⅡ主前/(S+L0柔+L0剛)= CpⅠA 主前/(S+L0柔+L0剛)</p><p>　　=1.2×250×146.4/61</p><p>　　=1.215 KN·m</p><p>　　--------C 風(fēng)力系數(shù)，由主梁長(zhǎng)細(xì)比S0/h=61/2.4=25.42及b/d=2.4/1.000=2.4≥2.0,由金屬結(jié)構(gòu)表

30、3-22取為C=2.025；</p><p>　　--------A主前=h×S0=2.4×61=146.4m2 即為主梁門架平面內(nèi)迎風(fēng)面積。</p><p>　　4、小車分別位于剛性和柔性支腿側(cè)有效懸臂處主梁風(fēng)載產(chǎn)生水平彎矩M水柔和M水剛和剪力Q水柔以及Q水剛計(jì)算</p><p>　　M水柔=－1/2 q主風(fēng)(L0柔)2 －P小風(fēng)L0 <

31、;/p><p>　　=－1/2×1.215×112－1.2×8</p><p>　　=－83.108 KN·m</p><p>　　M水剛=－1/2 q主風(fēng)(L0剛)2 －P小風(fēng)L0</p><p>　　=－1/2×1.215×102－1.2×8</p><

32、p>　　=－70.350 KN·m</p><p>　　Q水柔= q主風(fēng)L0柔 + P小風(fēng)</p><p>　　=1.215×11+1.2</p><p><b>　　=14.565KN</b></p><p>　　Q水剛= q主風(fēng)L0剛 + P小風(fēng)=1.215×10+1.2=13.3

33、50KN</p><p>　　5小車位于跨中主梁水平彎矩M水平計(jì)算</p><p>　　M水平=1/4 P小風(fēng)S+{[1/8 q主風(fēng) S2－1/4 q主風(fēng)(L0柔2+L0剛2)]}</p><p>　　=1/4×1.2×40+{[1/8×1.215×402－1/4×1.215×(112+102)]}<

34、;/p><p>　　=187.871 KN·m</p><p>　　6、大車緊急制動(dòng)慣性力F大慣及內(nèi)力計(jì)算</p><p>　?。?）作用在一根主梁上的小車自重和貨物重量的慣性力P小大慣計(jì)算</p><p>　　起重機(jī)運(yùn)行起制動(dòng)時(shí)引起的橋架水平慣性力</p><p>　　P小大慣 =Φ5m2a/2</p&g

35、t;<p>　　=1.0×(113.300+320)×0.022/2</p><p><b>　　=4.766KN</b></p><p>　　式中，------Φ5 大車制動(dòng)橋架水平?jīng)_擊系數(shù)值為1；</p><p>　　------ m2 小車自重及吊物自重之和，m2 =mxc+Q；</p>

36、<p>　　------a 大車起制動(dòng)時(shí)加速度。</p><p>　　（2）一根主梁均布載荷慣性力q主大慣計(jì)算</p><p><b>　　q主大慣 =q計(jì)a</b></p><p>　　=13.115×0.0220 </p><p>　　=0.28853KN/m</p><p&

37、gt;　　7、小車位于剛性支腿和柔性支腿側(cè)有效懸臂位置，大車緊急制動(dòng)，主梁水平彎矩M柔大慣和M剛大慣以及懸臂根部剪力Q柔大慣和Q剛大慣計(jì)算</p><p>　　M柔大慣=1/2 q主大慣L0柔2+p小大慣L0</p><p>　　=1/2×0.28853×112+4.766×8</p><p>　　=55.584KN·m<

38、;/p><p>　　M剛大慣 =1/2×0.28853×102+4.766×8= 52.555KN·m</p><p>　　Q柔大慣 = q主大慣 L0柔+ p小大慣</p><p>　　=0.28853×10+4.766</p><p><b>　　=7.94 0KN</b>

39、;</p><p>　　Q剛大慣=0.28853×10+4.766=7.652KN</p><p>　　8、小車位于跨中大車制動(dòng)主梁水平彎矩M中大慣計(jì)算</p><p>　　M中大慣=1/4 p小大慣S+[1/8 q主大慣S2-1/4 q主大慣(L0柔2+L0剛2)]</p><p>　　=1/4×4.766×4

40、0+[1/8×0.28853×402-1/4×0.28853 (112+102)]</p><p>　　=89.428 KN·m</p><p>　　Q中大慣= q主大慣 S+ p小大慣 </p><p>　　=0.28853×40+4.766</p><p><b>　　=10.5

41、37KN</b></p><p>　　9 、主梁外扭矩計(jì)算</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　由于偏軌箱型梁對(duì)彎心e的作用，主梁外扭矩</p><p>　　MKP =P計(jì)×ex</p><p>　　=248.65×0.48785</

42、p><p>　　=121.304 KN·m</p><p>　　式中ex --------彎心至主腹板中心的距離;</p><p>　　e0--------對(duì)于彎心中心位置的計(jì)算.</p><p><b>　　ex = </b></p><p><b>　　=</b>&

43、lt;/p><p>　　=487.85mm=0.48785m </p><p><b>　　式中e0 = </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=512.41mm</b></p><p>　　第三章、主梁截面幾何參

44、數(shù)計(jì)算</p><p>　　一、主梁截面圖 </p><p>　　如圖1所示，選擇偏軌箱型形式：采用偏軌省去正軌支撐軌道而設(shè)置橫向加勁板，從而也省去大量焊縫，減少制造過(guò)程變形。為了能在主腹板上設(shè)置軌道和壓板，須使上翼緣板的懸伸寬度加大，因而增加啦保證懸臂部分局部穩(wěn)定性而設(shè)置的三角勁。</p><p><b>　　二、主梁迎風(fēng)面積</b>&

45、lt;/p><p>　　A=（1080+1000）×10+2380×（10+8）=63640mm2</p><p><b>　　三、求重心坐標(biāo)</b></p><p>　　y1==1215.0mm</p><p><b>　　x1= </b></p><p>

46、<b>　　=541.9mm</b></p><p>　　四、求主梁截面的慣性矩</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　Ix=1/12×1080×103+1/12×1000×103+1/12×0.8×2163+1080×10

47、15;1179.9783+1000×10×1210.0222+18×2380×15.0222</p><p>　　=49910640.3×103mm4 =4.991×1010mm4</p><p>　　Iy=1/12×2380×103+1/12×2380×83+1/12×10

48、15;10003+1/12×10×10803+2380×10×431.1333+2380×8×515.8672+1080×10×1.8672</p><p>　　=9490779.664×103mm4 =9. 491×1010mm4</p><p>　　五、截面的彈性模量 <

49、/p><p>　　Wx上= = 4.212×104 cm3 </p><p>　　Wx下= = 4.108×104 cm3</p><p>　　Wy右= = 1.752×104 cm3 </p><p>　　Wy左= = 2.072&#

50、215;104 cm3 </p><p>　　六、載荷組合及強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算</p><p><b>　　1、載荷組合</b></p><p>　　按Ⅱ類載荷組合考慮，即小車位于有效懸臂和跨中位置，小車滿載下降制</p><p>　　動(dòng)，同時(shí)大車制動(dòng)，風(fēng)向平行于大車軌道方向，工作風(fēng)壓為250Pa。<

51、/p><p>　　小車滿載位于剛性腿有效懸臂處，懸臂根部由于垂直載荷產(chǎn)生的彎矩</p><p>　　M剛總重、Q剛總重及水平載荷產(chǎn)生的彎矩M剛總水平、Q剛總水平分別為</p><p>　　M剛總重=M懸+M自剛</p><p>　　=1989.2+655.75</p><p>　　=2644.95 KN?m</p&g

52、t;<p>　　M剛總水平=M水剛+M剛大慣=70.35+52.555=122.905 KN?m</p><p>　　Q剛總垂=Q懸+Q自剛</p><p>　　=248.65+131.15</p><p><b>　　=379.80KN</b></p><p>　　Q剛總水=Q水剛+Q剛大慣=13.35+

53、7.652=21. 022 KN</p><p>　?。?）小車滿載位于柔性支腿側(cè)有效懸臂，懸臂根部由于垂直載荷產(chǎn)生的彎矩</p><p>　　M柔總垂、Q柔總垂及水平載荷產(chǎn)生的彎矩M柔總水和Q柔總水計(jì)算。</p><p>　　M柔總垂=M懸+M自柔</p><p>　　=1989.2+793.458</p><p>

54、　　=2783.658 KN?m</p><p>　　M柔總水=M水柔+M柔大慣=83.108+55.584=138.692 KN?m</p><p>　　Q柔總垂=Q懸+Q自柔</p><p>　　=248.65+144.265</p><p>　　=392.965 KN</p><p>　　Q柔總水=Q水柔+Q柔大

55、慣=14.565+7.940=22.505 KN</p><p>　?。?）小車滿載位于跨中處，跨中截面由于垂直載荷產(chǎn)生的彎矩M中總重和水平</p><p>　　載荷產(chǎn)生的彎矩M中總水計(jì)算：</p><p>　　M中總重=M中+M自中</p><p>　　=2486.5+1898.396</p><p>　　=4384

56、.896 KN?m</p><p>　　M中總水=M水中+M中大慣=516.298+89.428=605.726 KN?m</p><p>　　Q中總重=Q中=124.325 KN</p><p>　　Q中總水=Q水中+Q中大慣=1.2+4.766=5.966 KN</p><p>　　上述三種載荷中,以小車 滿載下降制動(dòng)位于跨中，同時(shí)大車緊

57、急制動(dòng)，風(fēng)向</p><p>　　平行于軌道方向時(shí)，M中總垂、M中總水和Q中總垂、Q中總水的計(jì)算值最大，故下面強(qiáng)度和</p><p>　　穩(wěn)定性僅按跨中工況進(jìn)行計(jì)算.</p><p><b>　　2、強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　（1）由于截面彈性模數(shù)的計(jì)算值較小，因此最大正應(yīng)力在柔性腿側(cè)根部主</p>

58、;<p><b>　　梁截面右下角</b></p><p><b>　　σ下右=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=141.34MPa</p><p>　　由于約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力在箱型截面中所占的比例值不超過(guò)15%，為簡(jiǎn)化</

59、p><p>　　計(jì)算將偏軌箱型梁的彎曲正應(yīng)力乘以系數(shù)1.15，用以考慮約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力的影</p><p>　　響，考慮約束扭轉(zhuǎn)時(shí)的總彎曲正應(yīng)力</p><p>　　σ總下右=1.15σ下右 =1.15×141.34=162.54MPa<[σ]=175 MPa</p><p>　?。?）由于跨中截面右下角點(diǎn)彎曲正應(yīng)力最大，則剪切力t

60、中總垂和t中總水</p><p>　　也應(yīng)計(jì)算在右下交點(diǎn)，計(jì)算如下</p><p><b>　　t中總垂=</b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　=10.345MPa</p><p>　　式中--------Sz 以剪力零點(diǎn)為起點(diǎn)至計(jì)算點(diǎn)的

61、截面對(duì)x軸的靜矩，</p><p>　　SZ =h/2×(b-e0)δ2</p><p>　　=2390/2×(947-512.4) ×8</p><p>　　=4154776mm3</p><p>　　由于Q柔總水值較小t柔總水不再計(jì)算。</p><p>　?。?）閉口截面自由扭轉(zhuǎn)時(shí)，在

62、截面產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　　tk=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=3.350MPa</b></p><p>　　式中---------A0箱型截面周邊中線所圍成的面積,A0=b1×h1=947&

63、#215;2390=</p><p>　　4526660mm2 ;</p><p>　　---------σmin 截面最小壁厚，σmin=8mm.</p><p>　　（5）副腹板右下角點(diǎn)剪應(yīng)力疊加t總計(jì)算</p><p>　　t總=t中總垂+tk=10.345+3.350=13.695MPa</p><p>　?。?/p>

64、6）折算應(yīng)力σ折計(jì)算</p><p>　　σ折= √σ總下右2+3t總2</p><p>　　= √162.542+3×13.6952 </p><p>　　=116.82mp<[σ] =164.262MPa </p><p>　　故主梁強(qiáng)度滿足要求。</p><p><b>　　3、穩(wěn)定性計(jì)

65、算</b></p><p>　　對(duì)于閉合截面箱型梁可不驗(yàn)算整體穩(wěn)定性，只驗(yàn)算上下蓋板和腹板的穩(wěn)定性</p><p>　　受壓翼緣板（下蓋板）穩(wěn)定性驗(yàn)算</p><p>　　由于翼緣板寬厚比b/δ=937/10=93.7>50，故需加一條縱向加勁肋，加勁后的區(qū)格寬度C≤50σ=500mm，取C=500mm。</p><p>　

66、　下蓋板臨界應(yīng)力σKP= 1000×100×δ2/(b/2)</p><p>　　=1000×100×102/(937/2)</p><p>　　=213.45MPa</p><p>　　n下===1.313>1.3(滿足要求)</p><p><b>　　主腹板穩(wěn)定性驗(yàn)算</b&

67、gt;</p><p>　　最大輪壓計(jì)算，由于小車滿載位于柔性腿側(cè)有效懸臂處，大車制動(dòng)和風(fēng)向平行大車軌道方向時(shí)，小車制動(dòng)引起自重和載重慣性力和作用。</p><p>　　在小車上的風(fēng)載均使小車輪壓（一根主梁的二車輪）增大，其中一個(gè)最大車輪壓值Pmax輪為</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　Pm

68、ax輪=p計(jì)/2+R/2</p><p>　　= p計(jì)/2+（p貨+p小+-p小風(fēng)）h小/2·b</p><p>　　=248.65/2+（6.86+2.428+8.814）×1600/(2×2500)</p><p>　　=130.118KN</p><p>　　-------式中大車制動(dòng)時(shí)貨物擺動(dòng)水平力p貨=

69、 Qa/g=32×104 / 9.8×0.210</p><p><b>　　=6.86KN；</b></p><p>　　------小車自重慣性力p小= G小a/g=11.334×104 / 9.8×0.210=2.428KN；</p><p>　　------小車風(fēng)載物品風(fēng)載水平分力之和 p小風(fēng)=C

70、Knp（A小車+A物） =1.2×1.13×0.25</p><p>　　×（8+18）=8.814KN;</p><p>　　式中，A小車-小車迎風(fēng)面積8m2，A物- 物品迎風(fēng)面積，根據(jù)起重量估算，查金</p><p>　　屬結(jié)構(gòu)表3-10取為18m2 。由表3-11取C=1.2，Kn由表3-14取為1.13；</p>

71、<p>　　--------h小-小車面積形心和重心高度，h小=1600mm。</p><p>　　由于主腹板h0/δ1=2380/10=238 大于160小于240，因此，除在主梁內(nèi)需設(shè)</p><p>　　置橫向加勁板，并同時(shí)在受壓區(qū)設(shè)置一條縱向加勁肋，縱向加勁肋至腹板受壓邊</p><p>　　為h1=（1//4～1/5）h0=（1//4～1/5）

72、×2380=476～595mm取為500mm ，且上下</p><p>　　對(duì)稱布置。主腹板加勁示意圖如下</p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　主梁跨端區(qū)</b></p><p><b>　　h1≤</b></p>&l

73、t;p>　　由于取h為500mm故滿足條件。</p><p>　　為制造方便和安全，橫向加勁板等間距布置，且間距a=1～1.5h=2400～</p><p>　　3600mm且a≤2000mm，故取a=2000mm，設(shè)置一些小隔板，間距取500mm。</p><p>　?。?）腹板縱向加勁肋計(jì)算</p><p>　　由于a/h0=200

74、0/2380=0.84≤0.85，故縱向勁所需慣性矩</p><p>　　[I縱]≥1.5h0δ3</p><p>　　=1.5×2380×103</p><p><b>　　=357cm4</b></p><p>　　采用的角鋼∠100×100×12,其截面面積A=19.261c

75、m2</p><p>　　I縱= Ay2+ Ix =19.261×2.912 +208.90=372.004>357cm4（滿足要求）。</p><p>　　圖7 </p><p>　?。?）翼緣板縱向加勁肋尺寸</p><p>　　同理，翼緣板加勁肋所需慣性矩[I縱]≥</p&g

76、t;<p>　　取∠80×80×8，則I縱= Ay2+ Ix =12.303×2.272+73.49=136.886cm4>120.274 cm4 ,同樣滿足要求。</p><p>　　（5）橫向加勁板尺寸</p><p><b>　　外伸板寬度bs≥</b></p><p><b>

77、　　厚度δs≥</b></p><p>　　取為≥1.2bs=144mm,則外伸寬度定為160mm，厚度8mm.</p><p>　　I縱= Ay2+ Ix =1/12×10×1603 +160×8×852=1197.867cm4</p><p>　　>[I縱]≥3h0δ3=3×2380×

78、103=714cm4,也滿足條件。</p><p>　　七、主梁框架的剛度計(jì)算</p><p>　　主梁橫向加勁板構(gòu)成的框架應(yīng)具有一定的剛度，以保證箱型梁受扭后截面周</p><p>　　邊形狀改變極小，即通常的剛度計(jì)算假定如圖8所示</p><p><b>　　圖8</b></p><p>　　

79、式中 H0 、B0為橫向框架（隔板）形心線間的距離，H0 =2120mm B0=778mm；</p><p>　　----------I1、I2、I3、I4分別為框架（大隔板）的慣性矩，其值I橫=1241.25cm4 。</p><p><b>　　八、主梁靜剛度計(jì)算</b></p><p>　　由于采用一剛一柔支腿，故靜撓度按靜定門架簡(jiǎn)圖計(jì)算

80、</p><p>　　1、小車位于有效懸臂8m處最大經(jīng)撓度f(wàn)端計(jì)算</p><p>　　f端=PL0(S+L0)/（3EI）</p><p><b>　　= </b></p><p>　　=20.400mm≤[f]= L0/350=8000/350=22.857mm,故懸臂剛度足夠。</p><p&g

81、t;　　式中，[f]主梁有效懸臂端的許用撓度根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范，[f]=L有效/350</p><p>　?。↙0懸臂有效長(zhǎng)度，S跨度，前面已有，故此后省略）。</p><p>　　2、小車位于跨中處最大撓度f(wàn)中計(jì)算</p><p>　　f中=PL3/(48EI)</p><p><b>　　=</b></p>

82、;<p>　　=26.542mm≤ [ f中]= 滿足。</p><p><b>　　九、主梁動(dòng)剛度計(jì)算</b></p><p>　　1、主梁垂直動(dòng)剛度f(wàn)1</p><p>　　f1= =2.827></p><p>　　[f1]=2Hz,滿足條件，能保證司機(jī)操作的舒適性。</p>&l

83、t;p>　　式中-------額定起升載荷對(duì)橋架結(jié)構(gòu)的物品懸掛處產(chǎn)生的靜位移；</p><p>　　-------額定起升載荷對(duì)起升滑輪組產(chǎn)生的靜位移；</p><p>　　-------結(jié)構(gòu)質(zhì)量對(duì)等效質(zhì)量的影響系數(shù)，</p><p><b>　　=；</b></p><p>　　-------m1結(jié)構(gòu)在物品懸掛處

84、的換算質(zhì)量（含小車）；</p><p>　　-------m2額定起升質(zhì)量。</p><p>　　2、主梁水平動(dòng)剛度f(wàn)2 (門架水平平面內(nèi)縱向自振頻率)</p><p><b>　　f2= </b></p><p>　　≥[f2 ]=1～1.2Hz，故主梁水平動(dòng)剛度同樣滿足。</p><p>　

85、　式中，M------空載小車、門架上部結(jié)構(gòu)、及1/3全部支腿質(zhì)量之和，為</p><p><b>　　19.366t。</b></p><p>　　------門架上部結(jié)構(gòu)在單位水平力下的縱向位移N/mm，其計(jì)算公式為：</p><p>　　式中，------k=；</p><p>　　S、h-----分別為龍門起重機(jī)

86、跨度及主梁中心線至大車軌面的高度；</p><p>　　I------全部主梁結(jié)構(gòu)的慣性矩；</p><p>　　I1------剛性支腿折算慣性矩。</p><p><b>　　第四章 支腿計(jì)算</b></p><p>　　由于門機(jī)跨度S=40m≥35m,故采用一剛一柔支腿，在計(jì)算門架平面內(nèi)力時(shí)，</p>

87、<p>　　采用靜定簡(jiǎn)圖計(jì)算支腿平面內(nèi)力時(shí)，采用超靜定簡(jiǎn)圖。</p><p><b>　　一、支腿截面尺寸</b></p><p>　　圖9 剛形支腿截面尺寸</p><p>　　圖10 柔性支腿截面尺寸</p><p>　　二、支腿截面幾何參數(shù)計(jì)算</p><p>　　1、剛性

88、支腿截面I-I</p><p>　　AI-I=2400×8×2+1784×8×2</p><p>　　=6.6944×104mm2</p><p>　　IxI-I=1/12×17843×8×2+8×2400×8962×2</p><p&g

89、t;　　=3.840×1010mm4</p><p>　　WxI-I=3.840×1010/900</p><p>　　=4.267×107mm3</p><p>　　IyI-I=1/12×8×24003×2+8×1784×11762×2=4.869×1010mm4&

90、lt;/p><p>　　WyI-I=4.869×1010/1200=4.058×107mm3</p><p>　　2、剛性支腿截面II-II</p><p>　　AII-II=2×720×8+8×784×2</p><p>　　=2.4064×104mm2</p>

91、<p>　　IxII-II=2/12×784×83+720×8×3962×2</p><p>　　=1.807×109mm4</p><p>　　WxII-II=1.807×109/400=4.5175×106mm3</p><p>　　IyII-II=1/12×8

92、×7203×2+784×8×3402×2=1.948×109 mm4</p><p>　　WyII-II=1.948×109/360=5.410×106 mm3</p><p>　　3、柔性支腿截面I’-I’</p><p>　　AI’-I’= 8×1000×2+8&

93、#215;1784×2</p><p><b>　　=44544mm2</b></p><p>　　IxI-’I’=1/12×8×1784 3+8×1000×8962×2</p><p>　　=2.042×1010 mm 4</p><p>　　WxI

94、’-I’=2.042×1010 /900</p><p>　　=2.269×107 mm 3</p><p>　　IyI’-I=’1/12×8×10003+8×1784×4762=7.801×109 mm 4</p><p>　　WyI’-I’=7.801×109/500=1.560&#

95、215;107mm 3</p><p>　　4、柔性支腿截面II’-II’</p><p>　　AII’-II’=8×800×2+8×748×2</p><p><b>　　=25344mm2</b></p><p>　　IXii’-II’=1/12×8×748

96、3+2×8×800×3962</p><p>　　=2.650×109mm4</p><p>　　WXII’-II’=2.650×109/400=6.62×106mm3</p><p>　　IYII’-II’=1/12×8×8003+8×748×3762×2

97、=2.456×109mm4</p><p>　　WYII’-II’=2.456×109/400=6.140×106mm3</p><p><b>　　三、載荷及內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　1、主梁自重對(duì)剛?cè)嵬鹊淖饔靡?jiàn)下圖</p><p><b>　　圖11 </b

98、></p><p>　　支腿反力R自剛= </p><p><b>　　=</b></p><p>　　=390.007KN</p><p>　　R自柔= 2、計(jì)算載荷對(duì)剛、柔支腿的作用</p><p><b>　　圖12</b></p><p&g

99、t;　　小車載重位于剛性支腿側(cè)有效懸臂L0處支腿反力R計(jì)剛和R計(jì)柔計(jì)算</p><p>　　R計(jì)剛=P計(jì)（L0+L）/L</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=298.38KN（壓）</p><p>　　R計(jì)柔=(P計(jì)L0）/L==49.73KN（拉）</p><p>　　

100、小車載重位于柔性支腿側(cè)有效懸臂處支腿反力R計(jì)剛‘、R計(jì)柔’的計(jì)算</p><p>　　R計(jì)剛‘= P計(jì)L0/L = 248.65×8/40 =49.73KN（拉）</p><p>　　R計(jì)柔’= P計(jì)（L0+L）/L =298.38KN（壓）</p><p>　　3、馬鞍和支腿自重對(duì)剛、柔腿的作用</p><p>　　（1）門形架和

101、剛性支腿自重對(duì)剛性腿的作用如圖，則剛性腿的反力</p><p>　　R剛= G馬鞍/2+ G 剛腿</p><p>　　= 3.2/2+4.254</p><p><b>　　=5.854t</b></p><p>　　(2)門形架和柔性支腿自重對(duì)柔性腿的作用，引起的柔性腿的反力</p><p>

102、　　R柔= G馬鞍/2+ G 柔腿</p><p><b>　　= 3.2/2+3</b></p><p><b>　　=4.6t</b></p><p>　　4、大車運(yùn)行方向風(fēng)載荷以及慣性力對(duì)剛、柔腿的作用</p><p>　?。?）大車運(yùn)行方向風(fēng)載荷以及慣性力對(duì)剛性支腿的作用</p>

103、<p>　　下圖中，為簡(jiǎn)化計(jì)算將主梁全長(zhǎng)對(duì)稱于支腿計(jì)算</p><p>　　由于主梁、小車、門架以及支腿自身受到的風(fēng)載荷及慣性力皆會(huì)對(duì)支腿自</p><p>　　身產(chǎn)生力的作用，故將這四部分的風(fēng)載受力、慣性力大小進(jìn)行列表計(jì)算，風(fēng)載列表如表1所示，慣性力圖列表2所示。</p><p>　　表1 主要結(jié)構(gòu)件所受風(fēng)載</p><p>

104、;　　表2 主要結(jié)構(gòu)件所受慣性力</p><p>　　下右圖為支腿受力分析圖</p><p><b>　　圖13</b></p><p>　　則P梁前=74.115+1.76×10=91.715KN</p><p>　　H梁前==12.123m</p><p>　　P梁后=7.412+

105、1.76×10=25.012KN</p><p>　　H梁后==12.009m</p><p>　　P門后=9.084+0.074×10=9.788KN</p><p>　　H門后==15.118m</p><p>　　P門后=0.908+0.074×10=1.612KN</p><p>

106、　　H門后==15.024m</p><p>　　P剛腿前=42.006+0.094×10=42.946KN</p><p>　　H剛腿前==7.010m</p><p>　　P剛腿后=4.201+0.094×10=5.141KN</p><p>　　H剛腿后==7.127m</p><p><

107、;b>　　P小車前=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=6.440KN=P小車后</p><p>　　H小車前=14.400m =H小車后 </p><p><b>　　剛腿垂直反力H剛=</b></p&

108、gt;<p><b>　　=</b></p><p><b>　　=97.542KN</b></p><p><b>　　R剛==+</b></p><p>　　=234.176KN</p><p>　?。?）大車行走方向風(fēng)載及慣性力對(duì)柔性支腿的作用，同理為簡(jiǎn)化計(jì)

109、算，將梁</p><p><b>　　全長(zhǎng)對(duì)稱于支腿計(jì)算</b></p><p>　　P柔腿前=26.4+0.066×10=27.060KN</p><p>　　H柔腿前==6.237m</p><p>　　P柔腿后=2.64+0.066×10=3.30KN</p><p>　

110、　H柔腿后==6.505m</p><p><b>　　柔腿垂直反力H柔=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=97.542KN</b></p><p><b>　　R柔==+</b></p><

111、;p>　　=217.042KN</p><p>　　帶馬鞍的箱型雙門龍門起重機(jī)支腿，通常認(rèn)為支腿和下橫梁的鏈接為理想鉸</p><p>　　接，故取為一次超靜定計(jì)算簡(jiǎn)圖，求的水平靜不定力X后，按平面靜定鋼架分析</p><p><b>　　內(nèi)力。</b></p><p>　　由于垂直載荷N計(jì)和主梁自重載荷N自的作用

112、，在支腿下端作用的水平靜不定</p><p>　　里X剛和X柔的計(jì)算如下</p><p><b>　　X剛=+</b></p><p>　　=497.958KN</p><p>　　其中V剛=N計(jì)剛+N自剛=298.38+390.007=688.387KN；</p><p>　　------ ==

113、=1.928m;</p><p>　　------門架截面慣性矩==2×（+10×758×4652）=4.316×109mm4 ，門架截面如圖15所示;</p><p>　　------剛性支腿換算慣性矩，對(duì)于截面沿兩個(gè)方向變化的支腿按下式確定換算矩=[1+(－1) ]2</p><p>　　=1.807×109&#

114、215;[1+(－1) × ] 2</p><p>　　=2.101×1010 mm4 </p><p>　　式中I2/I1=4.316×109 /(2.101×1010) =0.206；</p><p>　　==21.3，取為0.67=2/3，即剛性支腿距下部小端位置2/3處，2/3=5.984m。</p>

115、<p>　　-------c=(b－2.5)/2=1.322m。</p><p>　　由于X剛與X柔的計(jì)算公式，僅I與V柔不同，所以計(jì)算只需將V 柔、I2/I1 =0.205</p><p><b>　　帶入即可。</b></p><p><b>　　X柔=+</b></p><p>　　

116、=314.574KN</p><p>　　其中，V柔=N計(jì)柔+N自柔=49.73+410.008=459.738KN；</p><p>　　柔性支腿換算慣性矩’=’[1+(-1) ]2</p><p>　　= 2.650×109×[1+(-1) × ] 2</p><p>　　=1.265×1010 m

117、m4 ==7.71，仍為0.67=2/3。</p><p>　　下圖簡(jiǎn)圖14中將主梁擬作絕對(duì)剛體，</p><p>　　圖14 圖15</p><p>　　小車制動(dòng)力的計(jì)算，受力如圖16所示</p><p>

118、<b>　　圖16</b></p><p>　　T制= P制=PQ+P小=30.95KN</p><p>　　R制= P制×10.696/S</p><p>　　=30.95×10.696/40</p><p><b>　　=8.276KN</b></p><

119、p>　　5、載荷組合（支腿平面內(nèi)）</p><p>　　（1）剛性支腿截面I-I和II-II軸向力NI-I和NII-II的計(jì)算:</p><p>　　NI-I=R剛+(N剛－G剛腿)+ V剛</p><p>　　=234.176+（58.54－42.54）+688.387</p><p><b>　　=938.563</

120、b></p><p>　　NII-II=R剛+N剛+ V剛=234.176+58.54+688.387=981.103KN</p><p>　?。?）柔性支腿截面I’- I’和II’-II’軸向壓力NI-I’和NII-II’的計(jì)算</p><p>　　NI-I’= R柔+(N柔-G柔腿) +V柔-</p><p>　　=217.042+

121、1.6×10+459.738</p><p><b>　　=692.78KN</b></p><p>　　NII’-II’= N柔+R柔+ V柔=46+ 217.042+ 459.738=722.78KN</p><p>　　（3）剛性支腿截面I-I（B點(diǎn)）和II-II（G點(diǎn)）彎矩MB 及MG的計(jì)算</p><p&

122、gt;<b>　　圖17</b></p><p><b>　　MB=</b></p><p>　　= =-3846.899KN·m</p><p>　　MG=H剛（h3－h(huán)2+h4）+X剛h4</p><p>　　= 97.542×（10.716－9.416+0.4）+487.

123、958×0.4</p><p>　　=365.005 KN·m</p><p>　?。?）柔性腿截面I’-I’和II’-II’彎矩M的計(jì)算</p><p><b>　　MB’=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=－248

124、5.135 KN·m</p><p>　　MG’=H柔（h3-h2+h4）+X柔h4</p><p>　　= 85.701×（10.716－9.416+0.4）+314.574×0.4</p><p>　　=271.521 KN·m</p><p>　　（5）在門架平面內(nèi)剛性腿截面I-I（B點(diǎn)）和II-

125、II（G點(diǎn)）彎矩MB’ ’、 MG’ ’</p><p><b>　　計(jì)算</b></p><p>　　MB’ ’=T制/2×10.716= 30.95/2×10.716=165.830 KN·m</p><p>　　MG’ ’=T制/2×1.7=26.308 KN·m</p>

126、<p>　　四、剛性腿截面I-I和II-II柔性腿截面I’-I’和II’-II’的強(qiáng)度σI-I 、σII-II和σI’-I ’ 、σII’-II’的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　1、剛性腿截面I-I強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　σI-I= NI-I/AI-I+N 制/2/ NI-I+ MI-I/WXI-I+ MI-I門/ WXI-I門</p><p>&l

127、t;b>　　=</b></p><p>　　=108.123 Mpa≤[σ]=175Mpa</p><p>　　2、剛性腿截面II-II強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　σII-II= NII-II /AII-II+N 制/2/ NII-II+ MII-II/WXII-II+ MII-II門/ WII-II門</p><p>&

128、lt;b>　　= </b></p><p>　　=127.565 Mpa</p><p>　　≤[σ]=175Mpa</p><p>　　3、柔性腿截面I’-I’強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　σI’ -I’ = NI’ -I’ /AI’ I’ + M I’ -I’ /WXI’ -I’</p><p&g

129、t;<b>　　= </b></p><p>　　=125.078 Mpa <[σ]=175Mpa</p><p>　　4、柔性腿截面II’-II’強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　σII’ -II’ = NII’ -II’ /AII’ -II’ + M II’ -II’ /WXII’ -II’</p><p>&l

130、t;b>　　= </b></p><p>　　=69.5344 Mpa≤[σ]=175 Mpa</p><p>　　故剛?cè)嵝灾冉詽M足強(qiáng)度要求。</p><p>　　五、支腿的穩(wěn)定性計(jì)算</p><p>　　計(jì)算支腿整體穩(wěn)定性時(shí)，必須先把截面支腿轉(zhuǎn)換成等效截面，按其等效（或</p><p>　　最大）

131、的慣性矩來(lái)計(jì)算單位剛度比ri和支腿的長(zhǎng)細(xì)比</p><p>　　門式起重機(jī)支腿是壓彎構(gòu)件，故應(yīng)驗(yàn)算總體穩(wěn)定性，支腿總體穩(wěn)定下式來(lái)驗(yàn)</p><p><b>　　算</b></p><p>　　σ=N/ФA +MX/WX+MY/WY≤[σ]</p><p>　　---------MX 、MY門架平面和支腿平面的計(jì)算彎矩（常

132、取距支腿小端0.45h</p><p><b>　　處截面彎矩）；</b></p><p>　　---------N支腿承受的軸力；</p><p>　　---------A、WX、WY距支腿小端0.45h截面的斷面積和截面抗彎模量；</p><p>　　---------Ф壓桿的許用應(yīng)力折減系數(shù)，根據(jù)支腿柔度λ=μμ1

133、 h/rmin,其中為為</p><p>　　變截面支腿的折算長(zhǎng)度系數(shù)，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-5-13。μ為支腿的支承情</p><p>　　況決定的折算長(zhǎng)度系數(shù)，在門架平面的支承情況可視為上端固定下端鉸支，則μ</p><p>　　=0.7；在支腿平面內(nèi)的支承情況可視為下端固定上端自由，則μ=0.2。rmin為支</p><p>　　腿計(jì)算

134、截面的最小慣性半徑。</p><p>　　1、門架平面整體穩(wěn)定性計(jì)算</p><p>　　距剛性支腿0.45h處截面如下圖18，距柔性支腿0.45h截面如下圖19</p><p>　　圖18 圖19</p><p><b>　?。?）剛性截面計(jì)算</b></p>

135、;<p>　　A=2×8×（1456+936）=38272 mm2</p><p>　　IX-X= 1/12×9363×8×2+8×1456×4802×2</p><p>　　=6.461×109 mm4 </p><p>　　W X-X= IX-X /(h/2)

136、 </p><p>　　=6.461×109/476</p><p>　　= 1.357 ×107mm3</p><p>　　IY-Y= 1/12×14563×8×2+8×936×7042×2 = 1.154×1011mm4</p><p>　　W Y-

137、Y= IY-Y /(h/2) = 1.154×1011/704= 1.639 ×108mm3</p><p><b>　?。?）柔性截面計(jì)算</b></p><p>　　A=2×8×（1000+936）=30976 mm2</p><p>　　IX-X= 1/12×9363×8