60T龍門吊設(shè)計(jì)計(jì)算書midas

1、中交路橋建設(shè)有限公司 施工組織設(shè)計(jì) 加蓬po項(xiàng)目b標(biāo)附件一：60t龍門吊計(jì)算書目 錄1、計(jì)算依據(jù)22、龍門吊總體結(jié)構(gòu)形式23、設(shè)計(jì)荷載23.1計(jì)算荷載23.2.考慮的運(yùn)動(dòng)系數(shù)33.3.工況分析53.3.1工況一53.3.2工況二53.3.2工況三53.3.2工況四54、龍門吊各工況詳細(xì)驗(yàn)算54.1.工況一54.2.工況二84.3.工況三104.4.工況四115、龍門吊細(xì)部構(gòu)件驗(yàn)算115.1吊具計(jì)算115.2起吊平車吊梁計(jì)算115.3龍門吊軌道驗(yàn)算126、結(jié)論13131、計(jì)算依據(jù)1.1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb500172003）；1.2、起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb/t 3811-2008）；1.3、機(jī)械

2、設(shè)計(jì)手冊(cè)；1.4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)。2、龍門吊總體結(jié)構(gòu)形式60t龍門吊采用軌道行走式，軌道間距43m，凈高約12m。門吊主梁采用三角桁架組拼，三腳架高2.5m，每個(gè)主梁采用2排三角架，三角架主桁采用220a雙拼槽鋼,間距80cm；門吊支腿采用鋼管結(jié)構(gòu)，主支腿采用400×10鋼管、副支腿采用219×10鋼管，支腿設(shè)置三道平聯(lián)，連桿采用219×10鋼管；卷揚(yáng)機(jī)最大輸出張力8t，卷揚(yáng)機(jī)與80t滑車組相連，滑車組繞12線；主桁架上的吊梁采用hw428×407型鋼，天車軌道采用33#輕軌，龍門支腿采用50#重軌。龍門吊總體構(gòu)造見圖2-1。圖2-1 60t龍門吊總體構(gòu)

3、造圖3、設(shè)計(jì)荷載3.1計(jì)算荷載(1) 自重荷載pg自重荷載主要包括的結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備以及附設(shè)在起重機(jī)上的存?zhèn)}等的重力，在這里主要是指拼裝龍門吊的桿件、節(jié)點(diǎn)板、螺栓、天頂起吊系統(tǒng)以及行走系統(tǒng)等重量。根據(jù)龍門吊的構(gòu)造，計(jì)算時(shí)由midas自行計(jì)入。pg=900kn(2) 起升荷載pq龍門吊最大起升重量600kn，荷載作用方向?yàn)樨Q直向下。pq=600kn，考慮均布的分布在2m的天車軌道上，均布荷載：q= pq/2×2m=150kn/m。(3) 天車及吊具荷載pt天車自重80kn,吊具自重30kn。pt=80+30=110kn，考慮均布的分布在2m的天車軌道上，均布荷載：q= pt /

4、2×2m=27.5kn/m。(4) 龍門吊縱向運(yùn)動(dòng)慣性力ph1主要是由于龍門吊縱向行走電機(jī)突然啟動(dòng)產(chǎn)生的慣性力。上式中：1.5是考慮起重機(jī)驅(qū)動(dòng)突加及突變時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)。(5) 起重質(zhì)量的起重慣性力ph2起升質(zhì)量由龍門吊的縱向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的水平力按照與起重機(jī)剛性連接作用在起重機(jī)橫梁上，作用點(diǎn)為小車輪子上，作用方向與加速度方向相反。該荷載方向?yàn)榭v向。(6) 起升質(zhì)量橫向移動(dòng)慣性力ph3起升荷載橫向慣性力主要是在天頂平車突然啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)發(fā)生，作用點(diǎn)為天車鋼輪與軌道接觸點(diǎn)處，天車運(yùn)行速度暫時(shí)取v=0.25m/s，加（減）速時(shí)間t=3.2s，加（減）速度，則起升質(zhì)量荷載的橫向慣性力為。式中符號(hào)同

5、上。(7) 風(fēng)荷載由于當(dāng)?shù)貨]有大風(fēng)、臺(tái)風(fēng)等極端天氣，在此不考慮風(fēng)荷載效應(yīng)。(8) 軌道與滾輪之間的摩擦力由于軌道與滾輪之間的摩擦力屬于滾輪摩擦力，摩擦系數(shù)很小，一般情況下只有0.0006，產(chǎn)生的摩擦力對(duì)龍門吊的影響可以忽略不計(jì)。3.2.考慮的運(yùn)動(dòng)系數(shù) 起升沖擊系數(shù)1起升質(zhì)量突然離地起升或者下降制動(dòng)時(shí)，自重荷載將產(chǎn)生延其加速度相反的方向的沖擊作用。在考慮這種工作情況下的荷載組合時(shí)，應(yīng)將自重荷載pg乘以起重沖擊系數(shù)，此處1=1.1。 起升荷載動(dòng)載系數(shù)2考慮到起升質(zhì)量突然離地起升或者下降制動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)物將產(chǎn)生一定的震動(dòng)，震動(dòng)引起動(dòng)載效應(yīng)，因此須對(duì)起升荷載給予動(dòng)載增大系數(shù)2，其值得大小與起升速度，系統(tǒng)剛度

6、及操作情況有關(guān)，2按下式計(jì)算：式中：v額定起升速度，m/s；起升速度與卷揚(yáng)機(jī)卷筒線速度和動(dòng)滑輪輪數(shù)有關(guān)系，這里暫定v=0.05m/s的起升速度計(jì)算。c操作系數(shù)，對(duì)于一般吊鉤式采用規(guī)范推薦值中的c=0.5；重力加速度，g=9.81m/s2；在額定起升荷載作用下滑輪組對(duì)上滑輪組的位移量，對(duì)于各類起重機(jī)可近似取，h為實(shí)際起升高度，這里偏安全取h=10m，實(shí)際起升高度出現(xiàn)此情況的較少。在額定起升荷載作用下物品懸掛處的結(jié)構(gòu)靜變位值，對(duì)于橋式起重機(jī)（包含龍門起重機(jī)）可?。?，l=43m:則 。結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響系數(shù)，其值按照下式計(jì)算：結(jié)構(gòu)在物品懸掛處的折算質(zhì)量，kg；對(duì)于橋式起重機(jī)，取小車質(zhì)量與橋架質(zhì)量的一半。起

7、升額定質(zhì)量。經(jīng)過計(jì)算分析，21 運(yùn)動(dòng)沖擊荷載3本系數(shù)主要考慮到龍門吊在行走過程中，由軌道不平而使運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量產(chǎn)生鉛垂方向的沖擊作用，在計(jì)算龍門吊起吊重物行走的工況時(shí)，對(duì)于結(jié)構(gòu)自重荷載和起升荷載均需要乘以該沖擊荷載系數(shù)3：其中：v為運(yùn)行速度，這里暫定取v=0.5m/s。 軌道接縫處兩軌道面對(duì)高差，取h=5mm。組合系數(shù)=1×2×3=1.1×1×1.165=1.28。3.3.工況分析3.3.1工況一龍門吊在行走，天車在主梁跨中突然提起吊物，并且快速橫向移動(dòng)，此時(shí)主梁將產(chǎn)生最大的彎矩應(yīng)力和變形，同時(shí)驗(yàn)算此工況下的整體屈曲穩(wěn)定性。荷載組合：3（1）+（2）+（3）

8、+（5）+（6）3.3.2工況二龍門吊在行走，天車在支腿上方突然吊起最大吊重物，并且快速橫向移動(dòng)，此時(shí)主梁將產(chǎn)生最大的剪切應(yīng)力和支腿將受到最大的壓力，同時(shí)驗(yàn)算次工況下的整體屈曲穩(wěn)定性。荷載組合：3（1）+（2）+（3）+（5）+（6）3.3.2工況三天車在上行走，此時(shí)將引發(fā)龍門吊朝橫向的穩(wěn)定性問題。荷載組合：3（1）+（6）3.3.2工況四龍門吊空載突然啟動(dòng)，此時(shí)將引發(fā)龍門吊朝縱向的穩(wěn)定性問題。荷載組合：3（1）+（4）+（5）4、龍門吊各工況詳細(xì)驗(yàn)算4.1.工況一根據(jù)荷載組合情況，采用midascivil2010整體建模如下：圖4-1 60t龍門吊整體模型圖工況一下計(jì)算結(jié)果如下：圖4-2工況

9、一組合應(yīng)力圖圖4-3 工況一剪切應(yīng)力圖圖4-4 工況一位移變形圖圖4-5 工況一最大反力圖圖4-6 工況一屈曲穩(wěn)定性分析龍門吊機(jī)構(gòu)件在工況一下最大組合應(yīng)力125mpa=140 mpa，發(fā)生在主梁上弦桿跨中處，可以考慮局部的加強(qiáng)措施；最大剪切應(yīng)力29.2 mpa=85 mpa，安全儲(chǔ)備高；最大位移變形最大撓度位置發(fā)生在橫梁跨中位置，主要由起升荷載引起；最大支撐反力501kn；整體屈曲穩(wěn)定性系數(shù)10.24，結(jié)構(gòu)有足夠的穩(wěn)定性。工況一下結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性均滿足要求。4.2.工況二根據(jù)荷載組合情況，采用midascivil2010整體建模如下：圖4-7 工況二整體模型圖工況二下計(jì)算結(jié)果如下：圖4

10、-8 工況二組合應(yīng)力圖圖4-9 工況二剪切應(yīng)力圖圖4-10 工況二位移變形圖圖4-11 工況二反力圖圖4-12 工況二屈曲穩(wěn)定性分析龍門吊機(jī)構(gòu)件在工況一下最大組合應(yīng)力101mpa=140 mpa；最大剪切應(yīng)力30.6 mpa=85 mpa；最大位移變形；最大支撐反力721kn；整體屈曲穩(wěn)定性系數(shù)124，結(jié)構(gòu)有足夠的穩(wěn)定性。工況二下結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性均滿足要求。4.3.工況三驗(yàn)算龍門吊朝橫向抗傾覆的穩(wěn)定性：動(dòng)力彎矩：?？箯澗刂饕怯勺灾禺a(chǎn)生：900kn×l/2=19350kn·m。，結(jié)構(gòu)有足夠的抗傾覆的能力。4.4.工況四驗(yàn)算龍門吊朝縱向抗傾覆的穩(wěn)定性：動(dòng)力彎矩：，（4

11、）水平力作用點(diǎn)在支腿軌道上影響很小，可以不計(jì)?？箯澗刂饕怯芍髁鹤灾禺a(chǎn)生：600kn×4/2=1200kn·m。，結(jié)構(gòu)有足夠的抗傾覆的能力。5、龍門吊細(xì)部構(gòu)件驗(yàn)算5.1吊具計(jì)算龍門吊起重設(shè)備采用卷揚(yáng)機(jī)起吊，卷揚(yáng)機(jī)最大輸出張力8t，卷揚(yáng)機(jī)與80t滑車組相連，滑車組繞12線，鋼絲繩直徑24mm、最大破斷拉力317kn，取安全系數(shù)5，則吊具理論吊裝重量317×12/5=760.8kn1.2×(550+30)=696kn，滿足要求。5.2起吊平車吊梁計(jì)算起吊平車軌道間距2m，吊梁采用hw428×407型鋼，吊梁跨中承受吊重荷載及吊具荷載：。(1) 吊梁

12、計(jì)算hw428×407截面參數(shù)：，彎矩剪力 (2) 吊耳計(jì)算起吊平車吊梁連接吊耳結(jié)構(gòu)見圖5-1所示。圖5-1 60t龍門吊吊耳構(gòu)造圖 焊縫強(qiáng)度計(jì)算吊耳連接焊縫采用角焊縫，設(shè)計(jì)焊縫高度不小于10mm，焊縫強(qiáng)度按100mpa計(jì)。吊板焊縫抗拉應(yīng)力： 銷接強(qiáng)度計(jì)算耳板厚度為20mm，銷孔加強(qiáng)板厚度10mm，銷軸直徑110mm，銷軸材質(zhì)為cr40。耳板銷孔抗剪應(yīng)力：耳板銷孔抗壓應(yīng)力：銷軸抗剪應(yīng)力：5.3龍門吊軌道驗(yàn)算天車每相鄰兩個(gè)車輪之間的最小距離為1.2m，當(dāng)小車行走到軌道相鄰兩分配梁中間時(shí)，軌道為最不利，軌道按最不利簡支梁進(jìn)行計(jì)算（不考慮軌道梁自重作用），則有：m=67.32kn·m擬采用重軌33，則有：w=180.6+178.9=359.5cm3=187.2mpa 750mpa 滿足要求，故提梁龍門天車承重桁架梁頂軌道采用重軌33。龍門支腿軌道采用單側(cè)雙軌道，受到的最大輪壓721kn,考慮基礎(chǔ)的不均勻沉降引起的最大2m的范圍將軌道形成簡支狀態(tài)，計(jì)算最大應(yīng)力值：m=180.25kn&