桁架门吊结构设计计算

桁架门吊结构设计计算 桁架门式吊机设计计算概要 (知识需要分享才能实现它的真正价值) 一， 材料的选用及许用应力: A用公式计算: 拉压许用应力:[δ],δS?1.5 剪切许用应力:[ζ],δS?1.5×1.8 δS?所选材料的屈服强度值; B直接选取: Q235B板、型钢 [δ]= 140 -156 MPa 拉压 [ζ]=100,120 MPa 剪切 Q345B板、型钢 [δ]= 180,200 MPa [ζ]= 120,150 MPa Q235B焊缝强度设计值: [δ]= 90,120 MPa [ζ]= 60,80 MPa Q345B焊缝强度设计值: [δ]= 120,150 MPa [ζ]= 80,100 MPa 板厚小于16mm选大值;板厚大于16mm选小值;计算准确可选大值～ 焊缝形式及高度视其受力及重要程度进行计算后标注;通常贴角焊缝的焊高，可按两焊接件较薄的板厚0.5,0.6倍进行标注; 轴铰座板接触应力: [δ]= 200,250 MPa 根据铰座转动程度和重要性来合理选择～ 轴销许用应力: 销轴:45调质 HB = 220—250 [δ]= 240,260 MPa [ζ]= 150,180 MPa 销轴:40Cr调质 HB = 250—280 [δ]= 270,300 MPa [ζ]= 160,200 MPa 螺栓许用应力: 5.6级 [δ]= 130,160 MPa [ζ]= 100,140 MPa 8.8级 [δ]= 200,260 MPa [ζ]= 140,180 MPa 二， 主要计算项目: ? 主桁架的计算; ? 柔性支腿计算; ? 刚性支腿计算; ? 整机功率计算; ? 总体稳定计算; ? 重要部件计算; ?主桁架计算; (上、下玄杆计算、直杆计算、斜杆计算、接头计算、斜杆 端头焊缝计算、下平联杆计算、自重下桡计算、吊重下桡计算) ?主梁高度、宽度的确定: 我公司主要选用三角桁架型主梁，主梁的初始选定高度为跨度的:1/12?1/14。 玄杆材料为Q235可选小值;玄杆材料为Q345可选大值～ 三角桁架的底宽为主桁高度的0.45H?0.5H; 桁高和桁宽圆整成整数。 ?主梁直杆、斜杆的确定: 大跨度门吊或80t以上门吊: L HB B=60??90? L?2000mm 直杆按1,4(小车自重，1.1吊重)设计，其选用截面比斜杆截面要小; 斜杆按支腿最大支反力(1.1倍吊重系数)设计;斜杆最初设计应力可超出许用应力的15,?20,，通过在靠近支腿附近的受压斜杆两侧补强来解决。 直杆的主要用途是用来减少上玄杆之间的跨度，从而降低在较大轮压下产生的局部应力～ 为了使整个行架美观，直杆选择也不宜太小，往往只比斜杆小1,2个型号。 小跨度门吊或80t以下门吊: L HB B=45??60? L?1200mm----2000mm 斜杆按支腿最大支反力设计计算; ?上下玄杆计算: 上玄杆的截面面积是下玄杆的2倍余。上玄杆轨道可参与计算。 下玄杆承受最大弯矩下的拉应力; 上玄杆承受最大弯矩下的压应力，车轮产生的局部应力; 主梁加载,最大吊重×1.1 (最大动载系数)，小车自重 (主梁计算可参照《主桁架计算模板》) 玄杆材料可选工字钢或H型钢(单小车100t以上的门吊和重要船厂门吊可选用玄杆材料为Q235B或Q345B的低桁高主梁)，起重小车轮压较大的双工字钢上玄杆，要考虑在两个工字钢中间加焊竖隔板。 ?接头计算: 接头的联接体要略强于上、下玄杆本体～ 计算方式可采用两种:比较法，计算法。 比较法:接头体最危险截面面积,1.1×玄杆截面面积; 接头体焊缝有效总面积,1.5×玄杆截面面积; 计算法:接头体最大拉压力,主梁最大弯矩?主梁高; 还需要计算:销轴剪应力校核;销孔接触应力校核;接头体焊缝校核;F总焊缝,0.7×h×L×n×1000 应大于上下玄杆拉压力; 主梁尽量减少接头数量，尽量避免接头在梁中;梁段最好为奇数。主梁每节长度尽量在12米左右。船厂门吊可考虑只设焊接接头在工地接长～ ?斜杆端头焊缝计算: 斜杆尽量与上、下玄杆焊接(不与直杆相切)并加焊筋板;按斜杆的最大拉力(压力)校核焊缝;必要时，加大贴角焊缝，开坡口焊或加大贴角筋板尺寸或数量; ?下平联杆计算: 80t以上门吊每节两端或中间，可考虑用相同的下玄杆做横联;平联、斜联一般用单根。当下玄杆高度超过200mm时，也可考虑用双根平联单根斜联;下玄杆高度超过250mm时，也可考虑用双根平联、双根斜联; 将主梁所受最大横向荷载:大车制动惯性力、小车迎风荷载、重物迎风荷载、桁架迎风荷载叠加换算到斜杆，分解成水平 力计算水平斜杆的最小截面;(按压杆计算) 将小车四分之一载荷作用在桁架直杆上，分解成水平力计算水平直杆的最小截面; ?自重下桡计算: 自重下桡就是指主梁自重产生的下桡，不包括小车的重量;此数据提供给生产做参考。 主梁生产中的预上桡值 , L,1000 + 主梁自重下桡计算值。 ?吊重下桡计算: 小车自重，1.1×吊重在主梁中产生的最大下桡值;此值在梁中?L,800;在悬臂?L,350; 桁架的设计须经历初设计?计算?绘图?修订?再计算，反复循环调整桁架高度，上/下玄杆截面材料面积，直、斜杆截面等。逐渐逼近使上/下玄杆及斜杆同时达到许用应力极限值，又能够满足主梁的最大下桡，此时方为最佳～ 截面应力超出――加大截面面积;下桡值超出――加高绗架高度;注意:将绗高加高时，玄杆截面应力会相应下降～ ?柔性支腿计算; 刚腿、柔腿在支腿平面的夹角一般为25??28??30?;结构型式:角钢式门腿、钢管式门腿; 选用500mm以下钢管的厚度大于8毫米;选用800mm以下钢管的厚度大于10毫米;700mm直径内的钢管内不加隔板; 700,800mm直径的管内只加横隔板(或加厚);1000mm以上钢管壁厚大于12，管内需加纵隔板、横隔板; 角钢主肢壁厚的选择为公称尺寸1/10; 如60X60X6; 80X80X8 100X100X10等;横向连接系杆柔度:λ?80; 柔腿主杆按起重车在最靠边时的压杆设计，其最大应力控制在80MPa—90MPa,支腿高度超过15米选小值;计算准确可选大值; ?刚性支腿计算; 刚性支腿在主跨度平面的宽度应大于主梁高度，主肢钢管略小于柔腿钢管，副肢钢管小于主肢钢管; 主肢设计最大应力,最大压应力，最大弯曲应力; 支腿最大弯矩,(0.08—0.12)×(起重小车自重，1.1吊重) ×支腿高度; 系数选取:(Q?10t?0.12; Q?16,50t?0.10; Q?50t,75t?0.08; ) 主肢最大应力控制在100MPa左右。因为刚腿主肢在两个方向都有连接，长度折减系数小; 刚腿在主跨和支腿平面分别施加水平制动荷载后，其水平位移应控制在L/4000; 刚腿、柔腿连接系一般柔度杆:λ?120; 刚腿、柔腿与连接板或横梁的连接，应加焊小筋板避免应力集中;其中刚性腿的副肢最好同时与主肢和横梁连接以减少应力 集中。 ?支腿上垫梁计算:分别与主梁和支腿连接，需要计算其最大应力及刚度。刚度控制在:L/1000 ; ?支腿下横梁计算:可按一侧大车总驱动力顶推，斜支腿受压产生的水平分力组合来校核下横梁受压; ?整机功率计算; 整机功率计算分为:主钩卷扬机功率计算、副钩卷扬机功率计算、小车运行功率计算、大车运行功率计算等;可按 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 计算程序公式进行;(祥见《各功率计算模板》) ?总体稳定计算; 总体稳定计算分为:空载运行稳定计算、重载运行稳定计算、最大抗风能力计算等;可按标准计算程序公式进行;(见《总体稳定计算模板》) 三，其他设计注意事项: ?支腿平衡梁设计:平衡梁一般受弯曲，为箱梁结构，梁宽是梁高的0.6,0.8倍左右或根据支腿主杆连接法兰要求确定。计算项目:上下盖板承受弯曲应力;腹板承受剪应力;主梁刚度不小于L/800; (三项需同时满足～)受力特别大的梁需要校核腹板焊缝强度; 可按支腿最大轮压组合计算平衡梁受力; 梁内隔板设置原则:主传力对应位置设计实心隔板;局部稳定需要或传力较小可设计空心隔板; 当梁高与腹板厚度比?60可不设计横隔板;当梁高与腹板厚度比?60,160时只设计横隔板，不需要设计纵隔板;当梁高与腹板厚度比?160需要同时设计横隔板和纵隔板; ?轴销设计:车轮轴承按双倍承载选取;车轴按刚度控制设计，刚度为:L/1000 ; 材料一般为45钢，重要的轴可采用40Cr材料。凡采用上述合金钢都需要进行调质处理; 直径大于100的销轴用卡板固定;直径小于80的销轴可采用开口销;经常拆卸的销轴需要在轴端设计引入角，引入角小于30?。 ?行走大车设计: 行走大车可根据单轮轮压来设计选用。我中心根据常用门吊的使用情况，建立了标准台车库。将大车的结构形式归纳为两种:1标准结构;2简易结构。驱动形式为两种:1全驱动车，被动车;2半驱动车;(半驱动车的轴承箱为密封结构，无外齿轮，一个车体上主动轮、被动轮各一个，用于环境恶劣的地方。 车轮直径的系列为:,400/15t、,450/20t、,500/25t、, 600/30t、,710/35t五种, 应合理选用。 一般门吊无特殊要求，选用二分之一驱动大车;对于要求爬坡1,以上或制动要求高的门吊，可选用全驱动大车或在被动车上加装防风制动装置。提高制动停车效果。 ?起重小车设计: 起重小车可分为:卷扬机、机架、行走机构、定滑轮组、动 滑轮组(吊具)几个部分。 卷扬机:需确定:最小单绳拉力;平均绳速;最大容绳量。 机架:定滑轮梁的强度、刚度、腹板剪力计算;两端焊缝剪切计算;行走机构梁的强度、刚度计算; 机架的计算原则是:将各梁按简支梁加载逐一计算，对于大吨位的梁，要特别注意腹板的剪应力和传力隔板的设置。 行走机构:驱动动力计算;轮压计算; 定滑轮组:滑轮轴计算;滑轮直径选定;滑轮组支承座或吊挂部件计算;(多片滑轮的安装要考虑滑轮轴最佳间隙的选取:轴与轴承内孔的最小间隙:0.10,0.15) ?吊具:严格按照起重机设计手册中的吊钩部件安全系数设计～ 起重小车总成:需要校核动滑轮摆绳极限位置的入绳角:λ?1.5?,视其转动速度快慢，决定缠绕层数。无排绳器的卷筒，最大缠入量不得超过三层。 取力称重装置的设计安装应便于检查、检修。 100t以上起重小车建议用8个车轮，其目的时减少主梁上玄杆的局部压应力。 ?防护栏杆设计:栏杆高度H= 1050, 一般用,1″水煤管或35×35×3方管制造。栏杆上面、中间设横杆，下设踢脚板。防止人员滑倒后从中横杆下面摔出。 爬梯应根据国标要求来设计:爬坡斜度在35?,55?之间; 结构形式为:两侧用两根50X50X5角钢组合做边梁，踏板宽B=160mm,180mm,用3mm花纹钢板折弯制成，台阶高度:200mm,260mm;楼梯道净宽度不小于600mm. 一层最大梯长爬高:5米。 直梯可用50X50X5角钢做边梁，用,1″ 以上水煤管做台阶。台阶高度:260mm左右;楼梯道净宽度不小于550mm.一层最大梯长爬高:9米。当在高空时，须加装圆形防护圈，防护圈内径不小于700mm,梯子下面预留2米高度不装防护圈，方便人员进出。 为了便于拆装和运输，斜梯与栏杆在工厂内放样做好，在工地将两者焊接。 对于梁场门吊，由于要经常转场拆卸，可考虑做成可拆分件。在栏杆下端增加一套筒，筒壁钻孔攻丝，将套筒与楼梯焊牢，用螺栓与栏杆固定。