63,20t,跨度25.5m,雙梁橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、課程設(shè)計(jì)題目： 起重量63/20T 跨度25.5m 雙梁橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘 要本設(shè)計(jì)采用許用應(yīng)力法以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法對(duì)橋式起重機(jī)橋架金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程先用估計(jì)的橋式起重機(jī)各結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)對(duì)起重機(jī)的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度進(jìn)行粗略的校核計(jì)算，待以上因素都達(dá)到材料的許用要求后，畫(huà)出橋架結(jié)構(gòu)圖。然后計(jì)算出主梁和端梁的自重載荷，再用此載荷進(jìn)行橋架強(qiáng)度和剛度的精確校核計(jì)算。若未通過(guò)，再重復(fù)上述步驟，直到通過(guò)。由于橋架的初校是在草稿中列出，在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中不予記錄，僅記載橋架的精校過(guò)程。設(shè)計(jì)中參考了各種資料, 運(yùn)用各種途徑, 努力利用各種條件來(lái)完成此次設(shè)計(jì).

2、 本設(shè)計(jì)通過(guò)反復(fù)斟酌各種設(shè)計(jì)方案, 認(rèn)真討論, 不斷反復(fù)校核, 力求設(shè)計(jì)合理;通過(guò)采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以及參考前人的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn), 力求有所創(chuàng)新;通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法, 繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算都充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大輔助功能, 力求設(shè)計(jì)高效。關(guān)鍵詞: 雙梁橋式起重機(jī); 校核; 許用應(yīng)力目 錄第一章 橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù). 1第二章 .總體設(shè)計(jì)21. 大車(chē)軸距22. 主梁尺寸23. 端梁尺寸34. 主、端梁的連接3第三章 主、端梁截面積幾何性質(zhì)3第四章、載荷41. 固定載荷42. 小車(chē)輪壓43. 動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)54. 慣性載荷55. 偏斜運(yùn)行側(cè)向力56. 扭轉(zhuǎn)載荷7第五章 主梁計(jì)算71. 內(nèi)力72.

3、強(qiáng)度123. 主梁疲勞強(qiáng)度144. 主梁穩(wěn)定性17第六章、 端梁計(jì)算211. 載荷與內(nèi)力212. 水平載荷233. 疲勞強(qiáng)度274. 穩(wěn)定性305. 端梁拼接31第七章 、主梁和端梁的連接36第八章 、剛度計(jì)算371. 橋架的垂直靜剛度372. 橋架的水平慣性位移383. 垂直動(dòng)剛度384. 水平動(dòng)剛度39第九章、橋架拱度40總結(jié)41參考文獻(xiàn)42計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果1.大車(chē)軸距 2.主梁尺寸3.端梁尺寸4.主，端梁的連接1.固定載荷2.小車(chē)輪壓3.動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)4. 慣性載荷5.偏斜運(yùn)行側(cè)向力6.扭轉(zhuǎn)載荷1.內(nèi)力（1）垂直載荷（2）水平載荷2.強(qiáng)度3. 主梁疲勞強(qiáng)度4.主梁穩(wěn)定性1.載荷

4、和內(nèi)力2.水平載荷2.3.疲勞強(qiáng)度4.穩(wěn)定性5.端梁拼接3.腹板拼接（4）端梁拼接強(qiáng)度 第一章 橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)表1-1 設(shè)計(jì)參數(shù)起重機(jī)類(lèi)型雙梁橋式起重機(jī)起重量（主/副:T）63/20小車(chē)重量(T)19跨度（m）25.5起升高度(m)18起升速度(主/副：m/min)15/25小車(chē)運(yùn)行速度（m/min）50大車(chē)運(yùn)行速度（m/min）90小車(chē)輪距（m）2.8小車(chē)軌距(m)4吊鉤最小下放距離（m）2大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)質(zhì)量（kg）1500結(jié)構(gòu)工作級(jí)別E司機(jī)室質(zhì)量(T)3左側(cè)極限（m）2右側(cè)極限（m）1.6司機(jī)室距左側(cè)距離（m）1.2第二章 總體設(shè)計(jì)1.橋架尺寸的確定=（）L=（）22.5=4.2

5、56.375 m根據(jù)小車(chē)軌距和中軌箱型梁寬度以及大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置，取=6 m端梁全長(zhǎng)B=7m2.主梁尺寸高度h=（）L=15001821mm 取腹板高度 =1800 mm腹板厚度 =12 mm翼緣板厚度 =10 mm主梁總高度 =+2=1824 mm主梁寬度 b=(0.40.5)=729.6912 mm腹板外側(cè)間距取 b=800 mm>=425 mm 且>=608 mm上下翼緣板相同，為10 mm880 mm主梁端部變截面長(zhǎng)取 d=L/8L/4=3147.56375 mm，取d=3150mm圖2-1 雙梁橋架結(jié)構(gòu)高度1/2=912mm，取=1000mm考慮大車(chē)輪安裝，端梁內(nèi)寬=3

6、80mm總寬=460mm，各板厚=8mm主、端梁采用焊接連接，端梁為拼接式，橋架結(jié)構(gòu)與主、端梁界面示于圖2-1及圖3-1圖3-1 主梁與端梁截面第三章 主、端梁截面幾何性質(zhì)（圖3-1）a) 主梁 A=(88012+180010)2 =0.0571m2 =7901812=1.43 m2形心 x=440mm y=912mm慣性矩= =2.4631010 mm4= =6.64109 mm4b)端梁 A= =0.023 mm2 慣性矩= =2.276109 mm4= =6.899108 mm4第四章 載荷主梁自重載荷 =kAg9.81 = =5276.6 N小車(chē)軌道重量（P43）=44.6539.81

7、 =438.04 N/m欄桿等重量=g=1009.81 =981 N/m主梁的均布載荷 =+=6695.66 N/m根據(jù)主、副起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)布置起升載荷為 =g = =618030 N小車(chē)自重 =186390 N額定起升載荷產(chǎn)生的和P01= =211699.8 NP02= =190510.2N小車(chē)輪壓=+=402210 N空載輪壓 =49050N=44145 N1=1.12(HC2)=1.1+0.34 =1.185=1.+0.058 1.19h=1 mm,接頭高度差大小車(chē)都是4個(gè)車(chē)輪，其中主動(dòng)輪各占一半，按車(chē)輪打滑條件確定大小車(chē)運(yùn)行的慣性力一根主梁上的小車(chē)慣性力為=28154.7N大

8、車(chē)運(yùn)行起制動(dòng)慣性力（一根主梁上）為=28154.7 N= =468.7 N/m主梁跨端設(shè)備慣性力影響力小，忽略一根主梁的重量為=6695.66(25.5-0.4) =168061 N一根端梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的重量= =1.1 =1948.3 N一根端梁的重量為=B =1948.3×7 =13638 N一組大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量（兩組對(duì)稱(chēng)配置）為=g=1500/29.81=7357.5N司機(jī)室及設(shè)備的重量（按合力計(jì)）為= ms×g=3000×9.81=29430N(1)滿(mǎn)載小車(chē)在主梁跨中央左側(cè)端梁總靜輪壓按圖4-1計(jì)算圖4-1 端梁總輪壓計(jì)算= =（618030+186390）

9、+168061+28045+7357.5+13638 =619311.5N由=25.5/6=4.25查得=0.106側(cè)向力= =619311.50.106 =32823.5N(2) 滿(mǎn)載小車(chē)在主梁左端極限位置左側(cè)端梁總靜輪壓= =958429.7N側(cè)向力 = =50796.8N估算大車(chē)輪壓P=21.25 t選取大車(chē)車(chē)輪直徑為800 mm,軌道為QU70.中軌梁扭轉(zhuǎn)載荷較小，且方向相反，可忽略。故在此不用計(jì)算。第五章 主梁計(jì)算計(jì)算大車(chē)傳動(dòng)側(cè)的主梁。在固定載荷與移動(dòng)載荷作用下，主梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖所示5-1圖5-1 主梁計(jì)算模型固定載荷作用下主梁跨中的彎矩=（） =1.19() =677404

10、N跨端剪切力 =1.196695.6625.5+7357.5+29430（1-） =143718.9 N移動(dòng)載荷作用下主梁的內(nèi)力1）滿(mǎn)載小車(chē)在跨中，跨中E點(diǎn)彎矩為=輪壓合力與左輪的距離為=1.326m則 =2742184.6 Nm跨中E點(diǎn)剪切力（1-） = =226870.6 N跨中內(nèi)扭矩為=02)滿(mǎn)載小車(chē)在跨端極限位置（z=）.小車(chē)左輪距梁端距離為=-=2-1.3=0.7 mm跨端剪切力=（） =1.19（25.5-1.326-0.7） =440602.3N跨端內(nèi)扭矩為=0主梁跨中總彎距為=+ =677404+2742184.6 =3419588.6 N.m主梁跨端總剪切力=+ =58432

11、1.2 N1）水平慣性力載荷在水平載荷及作用下，橋架按剛架計(jì)算。K=4mb=K=2ma=(-K)= (6-2)=1m水平剛架計(jì)算模型示表圖5-2圖5-2 水平剛架計(jì)算模型小車(chē)在跨中，剛架的計(jì)算系數(shù)為=1+ =1+ =1.168跨中水平彎矩= = =119003.3 N.m跨中水平剪切力為=14077.35 N跨中軸力為= = =-12791 N小車(chē)在跨端,跨端水平剪切力為= = =31922.4 N2)偏斜側(cè)向力。在偏斜側(cè)向力作用下，橋架也按水平剛架分析（如圖5-3）圖5-3 側(cè)向力作用下剛架的分析這時(shí)，計(jì)算系數(shù)為=1+ = =1.503小車(chē)在跨中,側(cè)向力= =32823.5N超前力為 =77

12、23.2 N端梁中點(diǎn)的軸力為=3861.6 N端梁中點(diǎn)的水平剪切力為= =32823.5（-） =10952.2 N主梁跨中的水平彎距為= =5492.5 Nm主梁軸力為 =32823.5-10952.2 =21871.3 N主梁跨中總的水平彎矩為= =119003.3+5492.5 =124495.8 N.m小車(chē)在跨端。側(cè)向力為=50796.8 N超前力為= =11952 N端梁中點(diǎn)的軸力為=5976 N端梁中點(diǎn)的水平剪切力為=（） =50796.8（-） =16949.4 N主梁跨端的水平彎矩為=a+b =50796.81+16949.42 =84695.5 N.m主梁跨端的水平剪切力為=

13、- = =5976 N主梁跨端總的水平剪切力為= =37898.4 N小車(chē)在跨端時(shí)，主梁跨中水平彎矩與慣性載荷的水平彎矩組合值較小，不需計(jì)算需要計(jì)算主梁跨中截面危險(xiǎn)點(diǎn)、的強(qiáng)度(1)主腹板上邊緣的應(yīng)力主腹板邊至軌頂距離為=140+12=152 mm主腹板邊的局部壓應(yīng)力為 =71.16MPa垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為= =126 MPa水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為= =8.25 MPa慣性載荷與側(cè)應(yīng)力對(duì)主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用方向相反，應(yīng)力很小，故不計(jì)算主梁上翼緣板的靜矩為= =9567360 mm4主腹板上邊的切應(yīng)力為= =4.4 MPa點(diǎn)的折算應(yīng)力為=+ =134.25MPa1= = =116.6MPa&

14、lt;=175MPa(2)點(diǎn)的折算應(yīng)力為2= =134.25MP<=175MPa(3)點(diǎn)的應(yīng)力為3=1.15 =153.5 MPa<=175MPa(4)主梁跨端的切應(yīng)力主梁跨端截面變小，以便于主端梁連接，取腹板高度等于=1000 mm?？缍酥恍栌?jì)算切應(yīng)力1)主腹板。承受垂直剪力及扭矩，故主腹板中點(diǎn)切應(yīng)力為=主梁跨端封閉截面面積為=（b-8）(+) =790×1012=799480 mm2代入上式= =43.8MPa<=100MPa副腹板中兩切應(yīng)力反向，可不計(jì)算2)翼緣板。承受水平剪切力=37898.4 N及扭矩=0 N.m= =2.69 MPa<=100 MP

15、a主梁翼緣焊縫厚度取=8 mm，采用自動(dòng)焊接，不需計(jì)算橋架工作級(jí)別為A6,應(yīng)按載荷組合計(jì)算主梁跨中的最大彎矩截面（E）的疲勞強(qiáng)度由于水平慣性載荷產(chǎn)生的應(yīng)力很小，為了計(jì)算簡(jiǎn)明而忽略慣性力求截面E的最大彎矩和最小彎矩，滿(mǎn)載小車(chē)位于跨中(輪壓在E點(diǎn)上)則=3419588.6 N.m空載小車(chē)位于右側(cè)跨端時(shí)（如圖5-4）圖5-4 主梁跨中（E）最小彎矩的計(jì)算左端支反力為= = =5934 N= =762756 Nm(1)驗(yàn)算主腹板受拉翼緣板焊縫的疲勞強(qiáng)度= = =124.9MPa= = =27.87MPa圖5-5 主梁截面疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)應(yīng)力循環(huán)特性=0.2230根據(jù)工作級(jí)別A6，應(yīng)力集中等級(jí)及材料Q23

16、5，查得MP，=370 MPa焊縫拉伸疲勞需用應(yīng)力為= = =212.2MPa=124.9MPa< （合格）(2)驗(yàn)算橫隔板下端焊縫與主腹板連接處= = =118.29MPa= = =26.385 MPa=0.2230顯然，相同工況下的應(yīng)力循環(huán)特性是一致的根據(jù)A6及Q235，橫隔板采用雙面連續(xù)貼角焊縫連接，板底與受拉翼緣間隙為50 mm，應(yīng)力集中等級(jí)為K3，查得=71MPa拉伸疲勞需用應(yīng)力為= = =135.96MPa=118.29 MPa< （合格）由于切應(yīng)力很小，忽略不計(jì)(1)整體穩(wěn)定性主梁高寬比=2.283 （穩(wěn)定）(2)局部穩(wěn)定性翼緣板=65<80，不需設(shè)置縱向加勁肋

17、，不再計(jì)算翼緣板最大外伸部分=3.33（穩(wěn)定）腹板 =180故需設(shè)置橫隔板及一條縱向加勁肋，其設(shè)置如圖5-6腹板間距a=1600 mm，縱向加勁肋位置=（0.15-0.2）=360-450 mm取=400 mm1）驗(yàn)算跨中主腹板上區(qū)格的穩(wěn)定性。區(qū)格兩邊正應(yīng)力為=134.25 MPa圖5-6 主梁加勁肋設(shè)置及穩(wěn)定性計(jì)算= = =78.25 MPa=0.583 （屬不均勻壓板）區(qū)格的歐拉應(yīng)力為=116.25MPa（b=400 mm）區(qū)格分別受、和作用時(shí)的臨界壓應(yīng)力為=嵌固系數(shù)為=1.2，=4.51,屈服系數(shù) =4.99 則=1.24.99116.25 =696MPa>0.75=176.25M

18、Pa需修正，則=（） = =220 MPa腹板邊局部壓應(yīng)力=71.16MPa壓力分布長(zhǎng)c=2+50 =2154+50 =38 mm=4.5>3，按a=3b計(jì)算，=3=0.298區(qū)格屬雙邊局部壓縮板，板的屈曲系數(shù)為= = =5.41= =1.22.41116.25 =336.2MPa0.75需修正=204 MPa區(qū)格平均切應(yīng)力為= =+0 =6.3 MPa由=4.51，板的屈曲系數(shù)為=5.53= =1.25.53116.25 =771.4 MPa= =1336 MPa0.75需修正，則= =227.2MPa=131.18 MPa區(qū)格上邊緣的復(fù)合應(yīng)力為 = =116.7MPa=4.52，區(qū)格

19、的臨界復(fù)合應(yīng)力為= = =155.7 MPa= = =117 MPa<區(qū)格的尺寸與相同，而應(yīng)力較小，故不需再算。3）加勁肋的確定。 橫隔板厚度=6 mm，板中開(kāi)孔尺寸為540 mm1560 mm翼緣板縱向加勁肋選用角鋼70708，A=1066.7 mm2, =481700 mm4縱向加勁肋對(duì)翼緣板厚度中線(xiàn)（11）的慣性矩為= =6.3106 mm4 = = =5.74106 mm4> (合格)第六章 端梁的計(jì)算端梁截面已初步選定，現(xiàn)進(jìn)行具體計(jì)算。端梁計(jì)算工況取滿(mǎn)載小車(chē)位于主梁跨端，大、小車(chē)同時(shí)運(yùn)行起、制動(dòng)及橋架偏斜（1）垂直載荷端梁按修改的鋼架尺寸計(jì)算，=6m, a=1m, b=2

20、 m, K=2b=4 m, B=7.0 m, =0.5 m, =0.2 m, 主梁軸線(xiàn)與主腹板中線(xiàn)距離=0 m主梁最大支承力=584321.2 N因作用點(diǎn)的變動(dòng)引起的附加力矩為零=0端梁自重載荷為= 1948.3 N/m端梁在垂直載荷作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算如圖6-1端梁支反力為=+ =584321.2+ =592435.8 N圖6-1 垂直載荷下端梁的計(jì)算截面1-1彎矩=- = =594464.3 N.m剪力 =0截面2-2彎矩=a- =592435.81-0.5 =589827.5 N.m剪力=- = =588958 N.m截面3-3彎矩 =0剪力 =- =592435.8- =591276.6

21、 N.m截面4-4（沿著豎直定位板表面）- = =115878 N.m剪力 - = =590812.8N端梁的水平載荷有、等，亦按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖所示6-2截面1-1因作用點(diǎn)外移引起的附加水平力矩為= =24939.050 =0 N.m彎矩=a =28154.71 =28154.7 N.m鋼架水平支反力= = =29306N=16949.4N圖6-2 水平載荷下端梁的計(jì)算剪切力 +=29306+16949.4 =46255.4N軸力=37898.4N截面 2-2在、水平力作用下，端梁的水平支反力為=+ =108257.5N水平剪切力=108257.5N彎矩為=a =108257.5N.m截面3

22、-3水平剪切力 =108257.5N其他內(nèi)力小，不計(jì)算截面1-1的應(yīng)力計(jì)算需待端梁拼接設(shè)計(jì)合格后方可進(jìn)行（按凈截面計(jì)）截面 2-2截面角點(diǎn)= = =146 MPa <=175 MPa腹板邊緣= =（） =139.3<=175 MPa翼緣板對(duì)中軸的靜矩為=8460496=1825280 mm3= =24.3 MPa折算應(yīng)力為= =145.5 MPa<=175 MP截面3-3及4-4端梁支承處兩個(gè)截面很近，只計(jì)算受力稍大的4-4端梁支承處為安裝大車(chē)輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板（14 mm130 mm）,端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取=8 mm,支承處高度400 mm，

23、彎板兩個(gè)垂直面上都焊有車(chē)輪組定位墊板（16 mm90 mm460 mm）,彎板參與端梁承載工作，支承處截面（3-3及4-4）如圖所示6-3圖6-3 端梁支承處截面形心= = =194.9 mm=205.1mm慣性矩為=3.84108 mm4中軸以上截面靜矩 S=981965 mm3上翼緣板靜矩 =702512 mm3下翼緣板靜矩 =721084 mm3截面4-4腹板中軸處的切應(yīng)力為= =93.4MPa<=100 MPa因靜矩，可只計(jì)算靠彎板的腹板邊的折算應(yīng)力，該處正應(yīng)力為= = =57.6 MPa切應(yīng)力為= = =69.3 MPa折算應(yīng)力為= =133.13 MPa <=175 M

24、P （合格）假設(shè)端梁支承水平剪切力只由上翼緣板承受，不計(jì)入腹板上翼緣板切應(yīng)力為=44.1 MPa<端梁支承處的翼緣焊縫截面計(jì)算厚度（20.78 mm=11.2 mm）比腹板厚度（8 mm）大，故焊縫不需驗(yàn)算，截面4-4的水平彎矩小，忽略不計(jì)端梁疲勞強(qiáng)度計(jì)算只考慮垂直載荷的作用（1）彎板翼緣焊縫驗(yàn)算截面4-4的彎板翼緣焊縫滿(mǎn)載小車(chē)在梁跨端時(shí)，端梁截面4-4的最大彎矩的剪切力為=115878 N. m=590812.8 N空載小車(chē)位于跨中不移動(dòng)時(shí)端梁的支反力為 = =137447 N這時(shí)端梁截面4-4相應(yīng)的彎矩和剪切力為= =137447 =27012 N. m=136083 N彎板翼緣焊縫

25、的應(yīng)力為=57.6 MPa=13.4 MPa = = =49.5MPa=11.4MPa根據(jù)A6和Q235及彎板用雙面貼角焊縫連接，查的 =43MPa，=370 MPa= = =0.23260焊縫拉伸疲勞需用應(yīng)力為= = =86.78MPa=0.2303 0按查的=133 MPa，取拉伸式= = =232.9 MPa=164.71 MPa =0.53 <1.1（2）端梁中央拼接截面根據(jù)端梁拼接設(shè)計(jì)，連接螺栓的布置形式已經(jīng)確定，可只計(jì)算受力大的翼緣板拼接截面1-1的內(nèi)力為=594464.3 N. m空載小車(chē)位于跨中不移動(dòng)，主梁跨端的支承力為= = =130628 N=0這時(shí)的端梁支反力為=1

26、37447 N端梁拼接截面1-1的彎矩為= =139151.7N.m翼緣板的平均應(yīng)力（按毛截面計(jì)算）為= = =106.7 MPa翼緣板傳遞的內(nèi)力為= =106.78460=392656 N端梁拼接處翼緣板面上布置有4- mm的螺栓孔，翼緣板凈截面積為=（460-421）8 =3008 mm2應(yīng)力=130.5MPa= =0.23 >0可見(jiàn)，在相同的循環(huán)工況下，應(yīng)力循環(huán)特性是一致的。根據(jù)A6和Q235及帶孔板的應(yīng)力集中等級(jí)，查得=122 MPa翼緣板拉伸疲勞需用應(yīng)力為= =217.1 MPa<若考慮垂直載荷與水平載荷同時(shí)作用，則計(jì)算應(yīng)力要大些腹板應(yīng)力較小，不再計(jì)算 整體穩(wěn)定性=<

27、;3 （穩(wěn)定）局部穩(wěn)定翼緣板 =47.5 < 60 （穩(wěn)定）腹板 =123故只需對(duì)著主梁腹板位置設(shè)置四塊橫隔板，=6 mm端梁在中央截面1-1采用拼接板精制螺栓連接，翼緣用雙面拼接板8 mm440 mm460 mm及8 mm370 mm460 mm腹板用單面拼接板8 mm460 mm960 mm,精制螺栓選用M20 mm,拼接構(gòu)造及螺栓布置如圖所示6-4圖6-4 端梁拼接構(gòu)造（1）內(nèi)力及分配滿(mǎn)載小車(chē)在跨端時(shí)，求得截面1-1的內(nèi)力為=594464.3 N.m，剪力 =0=28154.7 N.m，=46255.4 N=37898.4 N端梁的截面慣性矩為1=2.763109 mm41=6.8

28、99108 mm4腹板對(duì)x和y軸的總慣性矩為=9.53108 mm4=5.9254108 mm4翼緣對(duì)x和y軸的總慣性矩為=1.81109 mm4=0.9736108 mm4彎板分配： 腹板 = =205039.6 N.m翼緣 = =389424.7 N.m： 腹板 = =24181.4 N.m翼緣 = =3973.3 N.m水平剪切力分配剪力有上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板所受的剪切力為= =23127.7 N軸力分配軸力按截面積分配一塊翼緣板受軸力=6036.45 N一塊腹板受軸力=12912.75 N=7872 mm2=3680 mm2A=23104 mm2（2）翼緣拼接由產(chǎn)生的翼緣軸力

29、為= =392565.2 N一塊翼緣板總的軸力為=+=398601.7 N拼接縫一邊翼緣板上有8個(gè)螺栓，一個(gè)螺栓受力（剪切力）為= =49825.2 N由上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板的水平彎矩為=1986.65 N.m拼接縫一邊翼緣板上螺栓的布置尺寸為= =3，可按窄式連接計(jì)算=150 mm , =4(502+1502)=100000 mm2翼緣板角點(diǎn)螺栓的最大內(nèi)應(yīng)力為= = =2980 N角點(diǎn)螺栓順梁軸的內(nèi)力和為=+ =2980+49825.2 =52805.2 N水平剪切力由接縫一邊翼緣上的螺栓平均承受，一個(gè)螺栓的受力為=2980 N角點(diǎn)螺栓的合成內(nèi)力為= = =52884.2 N選精制

30、螺栓M20 mm，孔21mm, =8mm一個(gè)螺栓的許用承載力為剪切= = =96981 N承壓 = =2181.8 =52920 N<1.05=55566 N （仍屬合格）由對(duì)腹板產(chǎn)生的軸力為= = =62323 N一塊腹板總軸力為=+=75235.75 N焊縫一邊腹板螺栓平均受力，一個(gè)螺栓受力為= =4702 N腹板垂直彎矩由兩腹板承受，一塊腹板的彎矩為=102519.8 N.m拼接縫一邊腹板上螺栓的布置尺寸為=8.4 >3，屬窄式連接 =840 mm, =1102+3302+5502+7002=2016000 mm2腹板角點(diǎn)螺栓的最大內(nèi)力為= =42716.6 N腹板角點(diǎn)螺栓順

31、梁軸的內(nèi)力和為=+ =4702+42716.6 =47418.6 N單剪螺栓的許用承載力=10.8175 =48490.6 N<1.05=50915 N （仍屬合格）凈截面1-1的因拼接處螺栓孔減少了截面慣性矩，需用凈截面驗(yàn)算強(qiáng)度同一截面中各板的螺栓孔對(duì)x和y軸的慣性矩為= =2188（500-4）2+4（602+1802+3002+4202） =5.3386108 mm4= =1.07805108 mm4端梁拼接處凈截面慣性矩為=- =2.763109-5.3396108 =2.2291109 mm4=- =6.899108-1.07805108 =5.821108 mm4全部板材的螺

32、栓孔截面積為=218=4032 mm2拼接處凈截面積為=A- =23104-4032 =19072 mm2端梁拼接處強(qiáng)度為= =146.45 MPa< （合格）顯然，垂直載荷產(chǎn)生的應(yīng)力是主要的。端梁計(jì)算中，載荷齊全，個(gè)別取值偏大，如小車(chē)運(yùn)行慣性力僅由一側(cè)端梁承受等，實(shí)際上要比計(jì)算結(jié)果小些。第七章 主梁和端梁的連接主、端梁采用連接板貼角焊縫連接，主梁兩側(cè)各用一塊連接板與主、端梁的腹板焊接，連接板厚度=8 mm，高度=0.95=0.951000=950 mm,取=950 mm，主梁腹板與端梁腹板之間留有2050mm的間隙，在組裝橋架時(shí)用來(lái)調(diào)整跨度。主梁翼緣板伸出梁端套裝在端梁翼緣板外側(cè)，并用

33、貼角焊縫（=8 mm）周邊焊住。必要時(shí)可在主梁端部?jī)?nèi)側(cè)主、端梁的上、下翼緣處焊上三角板，以增強(qiáng)連接的水平剛度，承受水平內(nèi)力，連接構(gòu)造示于表圖7-1圖7-1 主梁與端梁的連接主梁最大支承力為=584321.2 N連接板需要的焊縫長(zhǎng)度為= = =646 mm實(shí)際> （足夠）主、端梁的連接焊縫足夠承受連接的水平彎矩和剪切力，故不再計(jì)算第八章 剛度計(jì)算1.橋架的垂直靜剛度滿(mǎn)載小車(chē)位于主梁跨中產(chǎn)生的靜撓度為= = =27.384 mm <=31.875 mm2.橋架的水平慣性位移= = = =2.97 mm< =12.75 mm3.垂直動(dòng)剛度起重機(jī)垂直動(dòng)剛度以滿(mǎn)載小車(chē)位于橋架跨中的垂直

34、自振頻率來(lái)表征，計(jì)算如下主梁質(zhì)量 =17131.6 kg全橋架中點(diǎn)換算質(zhì)量為=0.5（2）+=17131.6+19000=36131.6 kg起升質(zhì)量=+=63000 kg起升載荷 =(+)g=618030 N起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長(zhǎng)度為=18+2-2=18 m橋架跨中靜位移為= = =20.67mm起升鋼絲繩滑輪組的靜伸長(zhǎng)為=37.75 mm結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響系數(shù)為= = =0.0718橋式起重機(jī)的垂直自振頻率為= = =2.03 HZ（合格）4.水平動(dòng)剛度起重機(jī)水平動(dòng)剛度以物品高度懸掛，滿(mǎn)載小車(chē)位于橋架跨中的水平自振頻率來(lái)表征。半橋架中點(diǎn)的換算質(zhì)量為=0.5 =0.5（63000+17131

35、.6+19000） =49565.8 kg半鋼架跨中在單位水平力作用下產(chǎn)生的水平位移為= = =0.000090381 mm/ N橋式起重機(jī)的水平自振頻率為= = =2.378HZHZ（合格）第九章 橋架拱度橋架跨度中央的標(biāo)準(zhǔn)拱度值為= = =25.5 mm考慮制造因素，實(shí)取=1.4=35.7 mm跨度中央兩邊按拋物線(xiàn)曲線(xiàn)設(shè)置拱度，如圖所示9-1圖9-1 橋架的拱度距跨中為=的點(diǎn)=33.47 mm距跨中為= 的點(diǎn)=26.775 mm距跨中為= 的點(diǎn) mm因此，橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全部合格?？偨Y(jié)通過(guò)金屬結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，使我學(xué)到了許多非常重要的知識(shí)和技術(shù)?，F(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行以下總結(jié)：首先，在前期的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程

36、中，溫習(xí)了以前所學(xué)的所有知識(shí)，并對(duì)其進(jìn)行了鞏固。在計(jì)算過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一些疑難問(wèn)題和自己以前沒(méi)有注意的知識(shí)點(diǎn)和方法，通過(guò)老師的指導(dǎo)和講解，自己的復(fù)習(xí)對(duì)其進(jìn)行了理解和掌握。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了前期計(jì)算過(guò)程。其次，通過(guò)應(yīng)用CAD技術(shù)繪圖，使我掌握了CAD的使用方法，同時(shí)也從中學(xué)到了許多繪圖方法和技巧，特別是快捷鍵的應(yīng)用。使我在比較短的時(shí)間內(nèi)能夠完成所要畫(huà)的圖紙。在寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的過(guò)程中，掌握了word和公式編輯器的應(yīng)用。雖然在編寫(xiě)過(guò)程中遇到的難題，通過(guò)向自己的摸索和同學(xué)的幫助都的到了解決。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查閱了大量的相關(guān)資料。掌握了許多新方法和新知識(shí)。使自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的到了大大補(bǔ)充。特別是一些自己平時(shí)所學(xué)課本上沒(méi)有介紹的知識(shí)。例如：翼緣板和腹板加勁肋的選用、計(jì)算和校核。同時(shí)還了解了目前的起重機(jī)的發(fā)展情況以及以后的發(fā)展，并掌握一些最新技術(shù)和設(shè)計(jì)理論。針對(duì)此次的設(shè)