DCS2×50t32m门式起重机钢结构总体设计计算书

1、DCS2 X 50t/32m门式起重机钢结构总体设计计算书目录1 50+50t32m起重机结构组成.12设计计算依据.1主要技术指标.1遵照规范及主要参考文献.2设计计算参数.2总体设计.2构件截面选择和截面特性.4刚度要求.10跨度.103总体计算.10计算模型.10荷载模型.11荷载工况与有限元计算结果.11自重工况（工况 1） .11 TOC o 1-5 h z 跨中刚度工况（工况2）.12跨中抗弯工况（工况3）.12最不利抗剪工况（工况4）.12刚性支腿工况（工况5）.134刚度验算.135承载力验算.13主梁桁架承载力验算.13主梁桁架上弦承载力验算.13主桁下弦承载力验算.13主梁

2、桁架斜腹杆承载力验算.14柔性支腿承载力验算.14刚性支腿承载力验算.146结论.14、起重小车等组成，见图1 50+50t32m起重机结构组成50+50t32m起重机由上部主梁、支腿（刚性腿和柔性腿）图1-1 2 X 50t/32门式起重机2设计计算依据2.1 主要技术指标 起重量 Q= 2X500kN跨距S= 32m,起吊图度 H=7.5米;工作制： A3主起升速度3m/min ;大车最大运行速度12m/min ，小车最大运行速度5m/min大车轨距 32m ，轮距 6m ; 小车轨距 2m ，轮距 2m ;工作风压 250N/ m2;小车最大轮压150kN ;2.2 遵照规范及主要参考文

3、献国家标准起重机设计规范GB3811 1983国家标准起重设备安装工程施工及验收规范GB50278 1998国家标准通用门式起重机GB/T14406 1993国家标准GB50009 2001 建筑结构荷载规范国家标准钢结构设计规范GB50017 2003国家标准碳素结构钢GB700 1988国家标准低合金结构钢GB1591GB706 1988GB707 1988GB9787 1988GB9788 1988TSGQ2003-2004 1988国家标准热轧普通工字钢截面特性国家标准热轧普通槽钢截面特性(10)国家标准热轧等边角钢截面特性国家标准热轧不等边角钢截面特性行业标准门式起重机型式试验细则2

4、.3 设计计算参数231 总体设计2 x 50t/32m 起重机上部主梁跨度为 32m , 见图 1-1 ; 为了便于运输和现场安装， 主梁分 3 节 ,3 节长度都为 12m ; 上部主梁采用三角形立体桁架结构， 高度为 2.197m( 主梁跨度的 1/14.6) ,底桁宽度为 0.9m ，左右对称，见图 2-1 ; 主梁跨中桁架节间上弦采用双销连接，上弦销孔为75销孔间距为152mm ;下弦采用单销连接，销轴为55,销轴材料为40Cr。桁架节段 的线重量为 425kg/m 。图 2-1 三角形桁架断面示意图三角形桁架上弦为2X22b+h、下盖板，下弦为 2X16时封板3 6,主桁斜腹杆为方

5、管120 X 120八6主桁竖腹杆为方管100 X 100不底桁腹杆为8。桁架材料为 Q235。柔性腿为钢管，主管直径426mm ，壁厚 8mm ，材料为 Q235 。刚性腿为钢管，主管直径426mm ，壁厚 8mm ，材料为 Q235 。2.3.2 材料选用结构材料 Q235屈服强度 d s=235MPa抗拉、抗压和抗弯许用应力： d I=156MPa d II=176MPa抗剪强度：t l=90MPa t ll=101MPa销轴材料 40Cr屈服强度 d s=539MPa （ 直径 $ 70抗弯许用应力： d wl=0.85 Xd s=458MPa 抗剪许用应力： t l=0.35 Xd

6、s=188MPa结构材料 Q345 用于主梁上弦导轨（厚35mm ）屈服强度 d s=327MPa抗拉、抗压和抗弯许用应力：dl=218MPa抗剪许用应力：t l=125MPa 端面承压许用应力 d cdl=327MPa钢材的物理性能指标弹性模量 E=2.06 X 105MPa剪切模量G=0.79 X 105MPa质量密度p =7850kg/m32.3.2 构件截面选择和截面特性主梁主桁架主梁主桁架上弦杆主梁主桁架上弦杆为下盖板160X122X22b槽钢间距为8cm,两侧封板38上盖板160X12导轨 80 X 35mm, 见图 2-2 。80200图2-2主梁主桁上弦杆组合截面普槽22b:截

7、面高度H=22cm ;截面宽度 B=79cm ;翼缘厚度tf=1.15cm ;腹板厚度tw=0.9cm ;截面面积 A=36.25cm2 ;惯性矩lx=2570cm4 ; 惯性矩Iy=176cm4 ;中和轴距离 z0=2.03cm。组合 截面：A =1?0创人 7 =1八02ticrra+ * I =57 64cm4 *尸1 = P.Tcwi f L = 52cm A强1 =182八=303 A = 120则长细比为上弦杆计算长度查规范，得知厂、阪则容许轴压力因”=妙篇0严用=27&GAJT主梁主桁架下弦杆八*主梁主桁架下弦杆为 2X 16a槽钢间距为7cm,两侧封板36上、下盖板150X 8

8、见图2-3。30-d 1图2-3主梁主桁下弓组合截面普槽16a:截面高度H=16cm ;截面宽度 B=6.3cm ;翼缘厚度tf=1.Ocm ;腹板厚度tw=0.65cm ;中和轴距离 z0=1.79cm ;截面面积 A=21.95cm2 ; 惯性矩Ix=886.2cm4 ;惯性 矩 Iy=73.4cm4 。组合截面：山二合去汩，二=制7牝亦，T 二卅， fitri = 6.6&CJ71 j下弦杆计算长度 匚二183沏二183日勺则长细比为兔三的一的、吧=150则容许轴拉力XI, =0 八卫二二 125 州闻口二的八主梁主桁架腹杆见图2-4图2-3主梁主桁腹杆组合截面 主梁主桁斜腹杆采用方管1

9、20X 120X截面.A= 26W/ r = 5牡赋期=562则回转半径L = 461km.= 4.61 km斜腹杆计算长度L- 21&恃，/ = 21 碗A/则长细比为 - 47 3, X, - 475查规范，得冯=0.911斜腹杆容许轴压力主梁底桁架腹杆主梁底桁架腹杆为普槽8。普槽&-4 70.24 丽 1 =101八+?1 =16.&汕, *i 二二 1 先用？ I =1.27cm* /竖腹杆计算长度I =90cm, I = 90cm&y斜腹杆计算长度I =163cmf ly= 163cm则竖腹杆长细比为足=236 A =70.7 4=150i j - - L址亶毛斜腹杆长细比为A =

10、519. A =128.1 U_ = 150 JE JR L J mu查规范知竖腹杆 中f查规范知斜腹鸣 =0412杆.则竖腹杆容许轴压力Nj =# xcrj xj4 = 12A W斜腹杆容许轴压力77j =咿xcrj x A= Ail5W 叭=眄町斑丈 A=7 我 N 主桁上弦连杆 主桁上弦连杆为 18a 。截面面积 A=25.69cm2 ; 惯性矩 Ix=1272cm4 ; 惯性矩 Iy=98.6cm4 ； 中和轴距离z0=1.88cm ；计算长度200cm, / = 200?币jr长细比为A=28.4, 4 -1021 _-150查规范知的一。91容许轴压力阿遍刃或 xA = 238W闻

11、“匚妙冥 c门x卫月卿刚性腿刚性腿立柱为钢管，直径 426mm ，壁厚 8mmA -105CMI! . I /即幻亡网，j -L4 ScmXX计算长度广孔 血也 ？广 720 皿 长细比为1 =20.3. A =48.7 v 刃 =1201jPb jngB查规范，得化 W容许轴压力期=罔 珂巩 的超 7阿厂 / 址口“心 =1 回柔性腿 柔性腿立柱为钢管，直径 426mm ，壁厚 8mm 。-4月同盘奇，JRI债卫乃加即*, I =14.&即 TOC o 1-5 h z 宣J计算长度. 1 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document k =20.3, X

12、 =4S.7 1=1651477刚度要求主梁跨中挠度S/700 。跨度跨距 S= 32m 。3 总体计算计算模型采用大型通用有限元分析软件ANSYS8.0 对门式起重机钢结构进行三维空间有限元分析，桁架弦杆采用梁单元BEAM44 , 腹杆采用杆单元LINK8, 总体模型见图 3-1 。图3-1总体模型图荷载模型吊车竖向荷载：500+500kN小车自重：50+50kN起重机小车最大轮压：150kN吊车竖向荷载的冲击和动力系数：1.25计算挠度时，不计吊车竖向荷载的冲击和动力系数。荷载工况与有限元计算结果自重工况（工况 1）在自重作用下，主梁跨中挠度为25mm主梁上弦/f轴力为-173kN （以压

13、力为负），主梁下弦杆轴力为86kN （以拉力为负），主梁斜腹杆轴力为-51kN。水平连杆的轴力为 -15kN。刚性支腿主管轴力为-265kN ,柔性支腿主管轴力为-267kN跨中刚度工况（工况 2）在主梁跨中（跨度 32m吊重时跨中产生最大挠度，见图3-3荷载为：4X146+4X146kM图3-3工况2加载示意图跨中挠度为35mm支腿水平位移为 55mm跨中抗弯工况（工况3）在主梁跨中（跨度32m）吊重时跨中产生最大弦杆力荷载为：2X 180+2X166kN 2 X 180+2X166kM主梁主桁跨中上弦杆最大轴向压力为2157kN，下弦杆最大轴向拉力为1078kN主梁上弦水平连杆力为73kN

14、最不利抗剪工况（工况 4）门式起重机起吊1000kN，小车横移到柔性支腿处。荷载为：2X 180+2X166kN 2 X 180+2X166kM主桁腹杆最大轴向压力为-259kN。柔性支腿立柱最大轴向压力为 -392kN。支腿腹杆最大轴向压力为-10kN刚性支腿工况（工况5）门式起重机起吊1000kN，小车横移到刚性支腿处。荷载为：2X 180+2X166kN 2 X 180+2X166kM刚性支腿立柱最大轴向压力为366kN4刚度验算主梁主桁跨中ys 0 0351 匕 I 1S 1 32 1 914 S 1 800刚度涌足.起-甫机设计规AV， GB3811983要求。5承载力验算主梁桁架承载力验算主梁桁架承载力按组合I （工况1+工况3）进行验算。腹杆受力按组合I （工况1+工况4）抗剪工况计算。主梁桁架上弦承载力验算主梁跨中上弦最大轴向压力为2329kNcr=142MFa打口三巧6册位主桁下弦承载力验算俎网三12勿颐主梁跨中下弦最大轴向拉力为1165kNa= - = AAlMPa A r = V16M