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摘要.................................................................................................................... 错误！未定义书签。Abstract： .......................................................................................................... 错误！未定义书签。第一章总体计算 .. (1)
一、总图及主要技术参数 (1)
（一）主要技术参数 (1)
（二）总图 (1)
二、稳定性计算 (3)
（一）工作状态稳定性计算 (3)
第二章主梁计算 (8)
一、载荷荷及内力计算 (8)
（一）移动载荷及内力计算 (8)
（二）静载荷及内力计算 (8)
（三）风载及内力计算 (9)
及内力计算 (10)
（四）大车紧急制动惯性力F
大惯
二、主梁截面几何参数计算 (12)
（一）主梁截面图 (12)
三、载荷组合及强度稳定性验算 (14)
（一）载荷组合 (14)
（二）弯曲应力验算 (15)
（三）主梁截面危险点验算 (15)
（四）.主梁疲劳强度计算 (16)
（五）稳定性验算 (18)
（六）验算跨中主、副板上区格的稳定性。 (19)
第三章支腿设计计算 (24)
一、支腿简图 (24)
（一）刚性支腿 (24)
（二）柔性支腿 (25)
二、支腿截面几何参数设计计算 (27)
（一）刚性支腿截面I-I (27)
（二）刚性支腿截面II-II .................................................................................................27 （三）柔性支腿截面I-I ....................................................................................................28 （四）柔性支腿截面II-II .................................................................................................28 三、载荷以及内力计算 .. (29)
（一）主梁自重对刚柔腿的作用见下图 ..............................................................................29 （二）计算载荷对刚柔支腿的作用 .....................................................................................29 （一）马鞍和支腿自重对刚、柔腿的作用 ...........................................................................30 （二）大车运行方向风载荷以及惯性力对刚、柔腿的作用 ..................................................30 （三）载荷组合 .................................................................................................................38 （四）刚性腿截面I-I 和II-II 柔性腿截面'I I -和'II II -的强度I I -σII II -σ和'I I -σ'
II
II -σ
计算 (40)
第四章门型架的计算 (42)
一、载荷及内力计算 .................................................................................................................42 二、强度计算 ............................................................................................................................45 参考文献 ..........................................................................................................................................47 致谢 .................................................................................................................................................48 附录2：外文翻译.. (49)
第一章总体计算
一、总图及主要技术参数
（一）主要技术参数
起重量：Q=20t
小车自重：G小=7t
小车轮距：b =2.5m
小车轨距：K=2m
起升速度：V起=10m/min
大车运行速度：V大=40m/min
大车轮距：B=8m
跨度：L=30m
悬臂（刚性支腿侧）全长：L0刚=7m
悬臂（柔性支腿侧）全长：L0柔=7m
悬臂（刚性支腿侧）全长：L刚=10m
悬臂（柔性支腿侧）全长：L柔=10m
工作风压; q=250pa
非工作风压; q=800pa
工作级别A6
小车迎风面：垂直于门架平面8m2 ，垂直于支腿平面6m2
小车车轮直径D小车=500mm ，2轮驱动n=4
（二）总图
如图1-1、1-2给出了整体结构及一些关键尺寸。
图1-1 门架平面内整体参数
图1-2 支腿平面内整体参数
二、稳定性计算
（一）工作状态稳定性计算
带悬臂的龙门起重机除了要验算空载起动、制动时的稳定性，还必须验算垂直于轨道方向的稳定性。
1.空载起重机沿轨道方向，制动时（见图2-1）的载重稳定性安全系数：
5
.11h P h P h P )G G (5.095.04
s 111≥+++?=
小桥小桥B K [1]式13-10
式中：梁G ----一根主梁自重20t
轨G ----一根主梁上的小车轨道自重2.23t 栏杆
G ---一根主梁同侧的平台栏杆自重2.27t
电G -----位于平台上的电器设备重量2t 刚腿G ----刚性支腿自重4.73t 柔腿
G ----柔性支腿自重3t
门G -----门形架自重3.8t 主台G ----大车运行机构主动台车自重2.8t 被台
G ----大车运行机构被动台车自重1.3t
上G ----上横梁梁自重0.3t 下
G ----下横梁梁自重2t
梁G ----一根主梁自重20t 静G ----一根主梁自重 静G =梁G +轨G +栏杆G +电G =27t 桥G ----桥架重量
桥
G =2(静G +刚腿G +柔腿G +门G +主台G +被台G +上G +下G )=102.86t
1P ----作用在桥架和小车上的工作状态最大风力。
计算风力时，前面一片主梁、门形架、支腿、下横梁及大车轮组遮挡后面一片面积应减小，减小的程度用折减系数η表示。故风力的计算公式分别为：
F ∑∏=q CK P h
1前 F ∑∏=ηq CK P h
1后 F ∑I I I =q CK P h
1ι
前 F ∑I I I =
ηι
q CK
P h
1后
式中：ι1P ----作用在桥架与小车上的非工作状态最大风力；
C-----风力系数，有主梁截面查[2]表3-11取其为2.1；
h K ---风压高度变化系数：工作风压时h
K =1；非工作风压时h K =1.13（由[2]
表3-14）；
I I q ---工作状态下的风压250Pa ； I I I q ---非工作状态下的风压800Pa ； η----风力折减系数，根据间隔比
12
2==b a ，由[2]表
3-12查得0.1；
1h ----桥架与小车挡风面积形心高度。
工作状态最大风力1P 及非工作状态最大风力ι1P 和其相应的迎风面积形心至大车运行规定的高度1h 计算如下表：
表1-1
名称 迎风面积 F(2m ) 形心高度 1h (m) 工作风载（kN ） 非工作风载（kN ） 力矩（N.m ）
前1P
后1P
ι
前
1P
ι
后
1P
11h P ∑
∑1
1h P ι
主梁
100
12.8 52.5 5.25 189 18.9 735200 2666000 刚退 12.375
7.7
7.4
0.74
23．4
2.34
63000
198000
柔腿 6.5 6.7 3.41 0.34 12.3 1.23 25200 91000 刚马鞍 4 13 2.1 0.21 7.6 0.76 30000 108000 柔马鞍 2.5 14.5 1.31 0.131 4.47 0.447 20200 73000 下横梁 1 1.2 0.53 0.05 2 0.2 690 2640 小车 8 14 4.2 ---- 15.2 ---- 58800 212600 司机室 4 10.5 2.1
----
7.6 ---- 22100 79700 大车轮组
2
0.4
1．05 0.105
3.8
0.38
464
1672
由上表得：
1
1h P ∑=(73.52+6.3+2.52+3+2.02+0.069+5.88+2.21+0.0464)χ104
=955700N/m
1
1h
P ∑=(266.6+19.8+9.1+10.8+7.3+0.264+21.26+7.97+0.1672)χ104
=3429000 N/m
桥
G ----起重机运行起、制动时引起的桥架水平惯性力，
P 桥=
制
大
桥t V G =0.166桥G kN
式中：制t ---起重机制动时间，查[1]表9-15取4s 。
3h ----桥架重心高度。
由于桥G =2(静G +刚腿G +柔腿G +门G +主台G +被台G +上G +下G )，故
P 桥χ3h 值列于下表
表1-2
P 小---起重机运行起、制动时引起的小车水平惯性力： P 小=
制
大
小t V G =0.166小G =11.9kN ；
4h ----小车重心高度14.5m ；
B-----大车轮距8m 。
5
.118.314.5
11901821109557008)700001028600(5.095.01≥=?++?+?=
K
2.起重机满载时垂直于大车轨道方向的载重稳定性安全系数验算：
1.2)L G (Q h P h P h P h P 2
L G 95.00
4
2Q 22112≥+----=
小小桥
ιι
K
式中：
=2P kN F q CK h 6.312250.12.1=???=I I 2h ----小车轨顶至大车轨顶的距离13.7m
Q
P -----小车运行起、制动时引起的物品水平惯性力;
小P -----小车运行起、制动时引起的小车自重水平惯性力，
名称 重量G (t) 形心高度h 1（m ） 惯性力P 桥（kN ）
力矩 P 桥χh3（N ．m ） 2 G 静 67 12.8 11.4 145900 2 G 刚腿 9.46 7.7 1.61 12390 2G 柔腿 6 6.7 1.02 6840 G 刚门 3.8 13 0.65 8400 G 柔门 2.5 14 0.43 6000 2 G 主台 5.6 0.82 0.95 780 2 G 被台 2.6 0.7 0.44 310 2 G 上 0.6 13.2 0.102 1350 2 G 下 4 0.2 0.68 140 总力矩
182110
Q
P +小P =
19.3kN n
n 7
Q =?
+制小
G
2h =4h =13.7m
ιι
1
P -----作用在桥架与小车上的纵向最大工作风力;
1h ------桥架与小车纵向挡风面积形心高度。
ιι
1
P 和1h 的计算列表如下：
表1-3
名称
迎风面积F(2m )
形心高度1h (m) 工作风载ιι1P （kN ） 力矩（N .m ）∑11h P ιι 主梁和上横梁 6
13.7 4.5 61650 刚腿 20 7.7 15 115500 柔腿 20 7.7 15 115500 马鞍 47.7 15.7 35.6 561000 司机室 6 10.5 2.25 23600 下横梁 8.68 1.2 4.5 6000 大车轮组 4 0.5 1.2 600 合力矩
883850
2
.112.77
)20000070000(7
.13193007.1336008838502
1
102860095.02≥=?+?-?--??=
K 3.自重稳定性安全系数验算，
5.11h )G G (5.095.01
13≥+?=
ι
P B
K 小桥
式中11h P ι----见风载计算表格。
5
.11217.13429000
8
)700001028600(5.095.03≥=?+?=
K
稳定性验算合格。
第二章 主梁计算
一、载荷荷及内力计算
（一）移动载荷及内力计算
1. 作用在一根主梁上的移动载荷为： 静载荷P=
21（Q+G 小车）g P=
2
1 (20+7)χ10=135kN
小车满载下降制动时载荷P 计计算：
P 计=
2
1（Ф2Q+Ф1G 小车2）g
其中，起升冲击系数Ф1=1.1；该起重机用作装卸船，由[2]表3-1、3-2得起升状态级别为HC 3, Ф2min =1.15、2β=0.51，
动载系数Ф2 =Ф2min + 2βV 起 =1.24 P 计=
2
1（1.24χ20+1.1χ7）χ10
=162.5kN
2. 移动载荷位于有效悬臂处主梁悬臂根部弯矩M 悬计算：
M 悬= P 计L 有悬
所以：M 悬=162.5χ103χ7=1137500N.m 剪力：Q 悬= P 计=162.5kN
3. 移动载荷位于跨中时，主梁跨中弯矩M 中为：
M 中=41 P 计L
M 中=
4
1χ162.5χ103χ30=1248750 N.m
剪力：Q 中=2
1P 计=
2
1χ162.5=81.25 kN
（二）静载荷及内力计算 一根主梁自重G 静=27t
一根主梁的分布载荷q 和q 计计算，如下：
q 计=q=G 静/(L+L 刚+L 柔)
q 计=q=27χ104 /(30+10+10)=5418N/m
1. 柔性支腿侧静载弯矩M 自柔和剪力Q 自柔计算：
M 自柔=-21q 计χL 柔2
M 自柔=-2
1χ5418χ102=-270900N.m
Q 自柔= q 计χL 柔
Q 自柔=5418χ10=54.18 kN
2. 刚性腿侧静载弯矩M 自刚和剪力Q 自刚的计算
M 自刚=-21q 计L 刚2
M 自刚=-2
1χ5418χ102=-270900N.m
Q 自刚= q 计χL 刚
Q 自刚=5418χ10=54.18 kN 3. 跨中的静载弯矩M 自中计算
M 自中=81q 计L 2+
2
1 (M 自柔+M 自刚)
M 自中=
8
1χ5418χ302+
2
1 (-270900-270900)=340000 N.m
（三）风载及内力计算
1. 风向平行大车轨道方向时的均布风力计算： （1） 小车风载荷P 小风计算（见表1-1）
P 小风=
2
1χ0.42χ10=2.1kN(作用在一根主梁上)。
（2） 主梁的均布风载荷q 主风计算
q 主风= P 1前/(L+L 柔+L 刚)
q 主风==5.25χ104/(35+10+10)=1050N/m
2. 小车分别位于刚性和柔性支腿侧有效悬臂处主梁风载产生水平弯矩M 水柔
和M 水刚和剪力Q 水柔以及Q 水刚计算。 M 水柔=-2
1L 02q 主风-P 小风L 0柔
M 水柔=-2
1χ102χ1050-2100χ7=-67200N.m
M 水刚=-
2
1χ102χ1050-2100χ7=-67200N.m
Q 水柔= q 主风χL 0柔 + P 小风 Q 水柔=1050χ10+2100=12.6kN Q 水刚=1050χ10+2100=12.6kN 3. 小车位于跨中主梁水平弯矩M 水平计算
M 水平=21 P 小风L+{
8
1q 主风 L 2-4
1q 主风(L 0柔2+L 0刚2)}
M 水平=
2
1χ2100χ30+{
8
1χ1050χ302-4
1χ1050χ(102+102)}
=58875N.m
（四）大车紧急制动惯性力F 大惯及内力计算
1. 作用在一根主梁上的小车自重和货物重量的惯性力P 小大惯计算
P 小大惯=
2
1χ
制
大
小t Q)V (G =0.0833(小G +Q)kN
P 小大惯= 0.0833(7+20)=2.293 kN 2. 一根主梁均布载荷惯性力q 主大惯计算 q 主大惯=0.017χq 计
q 主大惯=0.017χ5418=87N/m
3. 小车位于刚性支腿和柔性支腿侧有效悬臂位置，大车紧急制动，主梁水平方向弯矩M 柔大惯和M 刚大惯以及悬臂根部剪力Q 柔大惯和Q 刚大惯计算
M 柔大惯=21 q 主大惯L 柔2+p 小大惯L 0柔
M 柔大惯=21χ87χ102+2293χ7=20400N.m M 刚大惯=
2
1χ87χ102+2293χ7=20400N.m
Q 柔大惯= q 主大惯L 柔+ p 小大惯 Q 柔大惯=87χ10+2293=3163N Q 刚大惯=87χ10+2293=3163N
4. 小车位于跨中大车制动主梁水平弯矩M 中大惯计算 M 中大惯=
4
1p 小大惯L+[
8
1q 主大惯L 2-
4
1q 主大惯 (L 柔2+L 刚2)]
M 中大惯=
4
1χ2293χ30+[
8
1χ87χ302-
4
1χ87(102+102)]
=22635N.m
5. 主梁外扭矩计算：（由于偏轨箱型梁对弯心e x 的作用）
偏轨箱型梁由Pj 和小大惯P 作用而产生移动扭矩，其他载荷产生的扭矩小，且作用方向相反，忽略不计，偏轨箱型梁弯心A 在梁截面的对称形心轴上，（不考虑翼缘外伸部分）弯心至主腹板距离为：
mm
b e x 7.388)
7900(6
86)
2
(2
112
12=-+=
+-
+=δδδδδ
小车轨道选用P43轨，轨高为：mm
h g 140=
mm h H h g 114014020002
12
11=+?=
+=
移动扭矩：
m N Pe T x P .631603887.010625.15
=??==
m N h P T H .29074.112550=?==小大惯
满载小车位于跨中时，跨中最大剪切力：
图2- 1
N L
b P F p 88760)30
25.21(10625.114.12
1)21(2
15
4=?-
???=
-
=
φ
跨中内扭矩：
Nm 107.8)1025.51004.116.1(2
1)(2
14
4
5
4?=?+??=
+=
H P n T T T ?
二、主梁截面几何参数计算
（一）主梁截面图：
主梁截面的选取：H=（1/10~1/17）L=1.8~3m 取H=2m=2000mm
主梁在主端梁连接处的高度：H 0=(0.4~0.6)H=800~1200mm 取H 0=1000mm
主梁两腹板内壁间距：b=（
2
1~
3
1）H =1000~670mm 取b=900mm 。
选择偏轨箱型形式：采用偏轨省去正轨支撑轨道而设置横向加劲板，从而也省去大量焊缝，减少制造过程变形。为了能在主腹板上设置轨道和压板，须使上翼缘板的悬伸宽度加大，因而增加啦保证悬臂部分局部稳定性而设置的三角劲.
箱型梁各板厚度：主腹板δ1=8mm, 副腹板厚度：δ2=6mm ；上下盖板厚度：δ=10mm 。
盖板板宽度：上盖板B 上=1084mm ，B 下=954mm 。 主梁截面简图如图：
图2-2
1..求面积。
净面积：2
21148100mm ))(2-(H )B B (=+++=δδδδ下上A
毛面积：2
62
12108.1)2
)((mm b H A ?=++-=δδδ
2.求形心坐标。
mm
A A y y i i 102748100
5
1095410001980610001980819951010841
2=??+??+??+??=
=
∑
mm
A A x
x i
i
52948100
954
2
11095423198069301980810842
11010841
2=??
?+??+??+???=
=
∑
3.求主梁截面的惯性矩： 对x 轴： 410
2
3
10
016.1968
1010841210
1084mm
I IX ?=??+?=
4
10
2
310
519.027
198********
8mm I IIX ?=??+?=
4
10
2
310
389.027
198********
6mm I IIIX ?=??+?=
4
10
2
310
997.01022
1095412
10
954mm I IIIIX ?=??+?=
总惯性矩：41010921.2mm I I I I I IIIIX IIIX IIX IX X ?=+++= 对x 轴： 492
3
10063.113
101084121084
10mm
I IY ?=??+?=
4
92
310547.2401
19808128
1980mm I IIY ?=??+?=
4
92
310042.3506
19806126
1980mm I IIIY ?=??+?=
4
92
310749.052
1095412
954
10mm I IIIIY ?=??+?=
总惯性矩：491049.7mm I I I I I IIIIY IIIY IIY IY Y ?=+++=
三、载荷组合及强度稳定性验算
（一）载荷组合
按2类载荷组合考虑;即小车位于有效悬臂和跨中位置，小车满载下降制动，同时大车制动，风向平行于大车轨道方向，工作风压为250pa 。
1. 小车满载位于刚性腿有效悬臂处，悬臂根部由于垂直载荷产生的弯矩M 刚总重和Q 刚总重以及水平载荷产生的弯矩M 刚总水平和Q 刚总水平分别为：
M 刚总重=M 悬+M 自刚
M 刚总重=1137500+270900=1408400N.m M 刚总水平=M 水刚+M 刚大惯
M 刚总水平=67200+20400=87600N.m Q 刚总垂=Q 悬+Q 自刚=162500+81270=243770N Q 刚总水=Q 水刚+Q 刚大惯=12600+3163=15763N
2. 小车满载位于柔性支腿侧有效悬臂，悬臂根部由于垂直载荷产生的弯矩M 柔总垂和Q 柔总垂以及水平载荷产生的弯矩M 柔总水和Q 柔总水计算。
M 柔总垂=M 悬+M 自柔
M 柔总垂=1137500+270900=1408400N.m M 柔总水=M 水柔+M 柔大惯
M 柔总水=67200+20400=87600N.m
Q 柔总水=Q 水柔+Q 柔大惯=162500+81270=243770N Q 柔总垂=Q 悬+Q 自柔=12600+3163=15763N
3. 小车满载位于跨中处，跨中截面由于垂直载荷产生的弯矩M 中总重
和水平载荷产生的
弯矩M 中总水计算：
M 中总重=M 中+M 自中
M 中总重=1248700+340000=1585400N.m M 中总水=M 水中+M 中大惯
M 中总水=58875+22635=81510N.m
上述三种载荷中,以小车 满载下降制动位于柔性支腿侧有效悬臂处，同时大车紧
急制动，风向平行于轨道方向时，M
柔总垂
,M
柔总水
和Q
柔总垂
,Q 柔总水的计算值最大，故下面
强度和稳定性仅按该工况进行计算。
（二）弯曲应力验算
由上表可知，主梁在垂直面和水平面内的合成弯矩：小车在跨中时弯矩最大，现在分别验算主梁跨中弯曲应力：
MPa
MPa I x M
I y M
y
H L x
L L 175][7.70)
10
49.7529
108151010
921.21027
101585400(
15.1)
(
15.193
10
32
2
/2
2/2
/=<=???+???=+
=σσ
跨中垂直弯矩2
1
M
= M 中总重=1585400N.m
跨中水平弯矩H M
2
1= M 中总水=81510N.m
（三）主梁截面危险点验算 主梁跨中截面危险点：①②③的强度 （1） 主腹板上边翼缘点①的应力： 主腹板边至轨顶距离：mm h h g y 1481=+=δ 主腹板边的局部压应力为：
MPa h P
y m 5.338
)501482(10
625.114.121
)502(21
5
4=+????=+=
δ?σ
垂直弯矩产生的应力：
水平弯矩产生的应力：
MPa I x M y
y 4.410
49.7401
10151.89
7
102=???=
=
σ
惯性载荷与侧向力对主梁产生的轴向力较小，且作用方向相反，应力很小，故可不计算，
MPa
I y M x
x 9.5110
921.2937
105854.1109
101=???=
=
σ
主梁上翼缘板静矩：
3
7
0101011.1968108410)5.0(mm
y B S y ?=??=-=δδ
主腹板上边的切应力：
MPa
A T I S F n x
y P 71.310
108.1210
745.3)
86(10
921.21011.110876.826
7
10
7
4
0=????+
+????=
+
=
∑δ
δ
τ
点①的折算应力为：
MPa 3.564.47.510201=+=+=σσσ
MPa
MPa II m m 175][5.4971.335.333.565.333.5632
2
2
2
02
2
0=<=?+?-+=+-+=στ
σσσσσ
（2） 点②的应力：
MPa
MPa I x M I y M II y
y x
x 175][6.6010
49.7529
10151.810
921.21027
105854.19
7
10
9
22
=<=???+
???=
+
=
σσ
（3） 点③的应力：
MPa
MPa I x M I y M II y
y x
x 175][4.69)
10
49.7509
10151.810
921.21027
105854.1(
15.1)
)
20((
15.197
10
9
22
=<=???+????=-+
=σσ
（四）.主梁疲劳强度计算
计算主梁跨中最大弯矩截面的疲劳强度：由于水平惯性载荷产生的惯性力很小，为了计算简明，忽略惯性力。求跨中最大弯矩和最小弯矩：
M max = M 中总重=1585400N.m
空载小车位于有效悬臂处。跨中弯矩最小：
m
N M
M
M
q
.20194312000014.1104.35
2
14min
=?-?=+=ιφ
作用在一根主梁上的空车轮压N 10.532
g G 4
?==
小ιP ；
远离小车一侧的支反力N L
L P F B 80000==
ι
ι
;
小车轮压在跨中产生的弯矩m
N L F M
B
.1200002
2
1-==ι
ι
（1） 验算主腹板受拉翼缘焊缝④的疲劳强度：
MPa I y M
x
4.5510
92.2)
101029(101585417)(10
3
2max
max =?-??=
-=
δσ
MPa I y M
x
5.910
92.2)
101029(10201943)(10
8
2min
min =?-??=
-=
δσ
应力循环特性：0171.04
.555.9max
min >===
σσr
根据工作级别E8，应力集中等级K1，及材料Q235，查的MPa 140][1=-σ，Q235的材料强度极限MPa b 370=σ，焊缝拉伸疲劳许用应力为：
MPa
r
ri 240171
.0)370
45.01401(114067.1)45.0][1(1][67.1][0
1
1
=??-
-?=-
-=
--σσ
σσ
][4.55max ri MPa σσ<=，故焊缝④合格
（2） 验算横隔板下端焊缝与主腹板的连接处⑤：取横隔板下端至下翼缘板上表
面距离为50mm , 则：
MPa I y M
x
8.5210
92.2)
601027(101585417)60(10
3
2max
max =?-?=
-=
σ
MPa
I y M
x
6.610
92.2)
601027(10201943)60(10
3
2min
min =?-?=
-=
σ
应力循环特性：0125.08
.526.6max
min >==
=
σσr
根据工作级别E8，及材料Q235，横隔板采用双面连续角焊缝连接，应力集中等级K3，查的MPa 84][1=-σ，焊缝⑤拉伸疲劳许用应力为：
MPa
r
ri 149125
.0)370
45.0841(18467.1)45.0][1(1][67.1][0
1
1
=??-
-?=-
-=
--σσ
σσ
][8.52max ri MPa σσ<=，故焊缝⑤合格。
由于切应力很小，忽略不计。
（五）稳定性验算 （1）整体稳定性 ：32.2914
2000<==
b
h （稳定）
（2）局部稳定性：
翼缘板：509010
9000
>==
δb ，因为
500
0≤δn b 需要设置2条纵向加劲肋，不
再验算。
翼缘最大外伸部分：
1510
1500
1
==
δb （稳定）
主腹板： 320
240247
81980<>==δ
H
副腹板：
330
8
1980==
δ
H ，略大于320。
考虑到跨端受力情况设置两条纵向加劲肋，副腹板相同，隔板间距a=2000mm ，纵向加劲肋mm
H h h 4002.021===，如下图：
塔机附墙设计计算说明书 一、工程概述 本工程位于惠南镇中心位置，东南面临南汇中学体育场，在体育场的西北角有一信号塔，距小区5号楼南外墙皮约20米左右，东北面临近复旦大学太平洋金融学院，南侧临拱北路，西侧临观海路。 本项目总用地面积55103.4平方米，总建筑面积133288.98平方米（含保温建筑面积）。地上总建筑面积101191.19平方米（含保温建筑面积），包含4栋15层高层住宅，5栋16层高层住宅，2栋11层高层住宅,1栋5层多层住宅，3栋6层的多层住宅，1栋2层的商业配套用房及高层住宅群房的配套公建，地下总建筑面积32097.79平米。 本工程8#楼和9#楼合用安装一台南通惠尔建设机械有限公司出厂的QTZ63型（5510型）塔式起重机，臂长为58米，塔吊设置在9号楼东侧，（图1）安装高度超过使用说明书规定的最大独立高度，需进行附墙锚固，楼层高度为45.6m，塔机最大安装高度约为53m，设置有2道附墙，如图2所示。生产厂家在使用说明书中标明了建筑物外墙与塔吊中心的距离在4.0m左右，但由于该工程建筑物表面结构及工程施工工艺等因素的影响，塔吊安装后，塔吊中心距离建筑物外墙8.997m。所采用的附墙杆件的长度以及与建筑物间的夹角，与原说明书的规定有所不同。为了保证塔吊安全使用，我们对附墙杆件及其连接件作了稳定性及强度验算。 图1 22号楼1#塔吊布置图 图2 塔吊附墙示意图
二、编制依据 本方案编制主要依据为：GB/T 13752-1992《塔式起重机设计规范》、GB 50017《钢结构设计规范》、GB/T 3811-2008 《起重机设计规范》和永发QTZ63型塔式起重机使用说明书。 三、设计方案 1．原说明书要求 按照产品安装使用说明书：附着架由四根撑杆和一套环梁等组成，它主要是把塔机固定在建筑物的柱子上，起着依附作用。（见图3） 图3 原附着架示意图 2．改进设计方案 根据现场实际情况，塔机中心到连接点距离为8.997米。设计方案如图4所示。 图4 塔吊附墙杆设置图 四、计算说明 1．计算附墙架对塔身的支反力 假设塔身为一连续梁结构（见图5），以此进行结构的受力分析，可用力法求出附墙受力。实际使用中，塔机最上面的一道附墙受力最大，因为该道附墙节点力除由M引起的附墙受力外，还有承受由塔机悬臂端风
支腿强度计算 对高度及直径比较小的立式容器常常采用支腿支撑的形式。一般采用4个支腿，本体直径较小时采用3个支腿，直径较大时采用支腿不少于6个。 这里介绍的支腿强度计算方法是在比较设备设计手册和JIS 标准中支腿强度计算方法的基础上，考虑中国规范的要求和工程实用性形成的。 1 适用范围 1.1 本计算方法适用于安装在刚性基础，且同时符合下列条件的容器： 1.1.1 容器高度比不大于5 1.1.2 总高度不大于10m 1.2 当容器超出1.1所规定的尺寸限制时，水平地震力和水平风载荷应按 JB4710-92计算，不能使用本文所述的简化计算方法。 2 载荷的考虑 2.1 本计算考虑了地震载荷、风载荷、自重、偏心载荷和管道载荷等。通 过对安装工况、操作工况和试验工况的分析，计算时取最危险的情况对各个部件进行计算。 2.2 操作工况考虑风载荷和地震载荷同时作用时，仅取0.25倍风载荷与地 震载荷组合工况。 2.3 试验工况不考虑地震载荷，仅考虑0.3倍的风载荷组合工况。 2.4 地震载荷和风载荷的计算采用简化的计算方法（见JB/T4725-92附录 A ）。 2.5 虽然JB4710-92规定地震设防烈度为8度时才考虑垂直地震力，但是在 工程中，地震设防烈度为8度的情况较多，在此均考虑垂直地震力的影响。 2.6 本文各计算式中垂直地震力F ev 仅在考虑地震影响时计入。 3 载荷计算 3.1 水平地震力 mg P e e α5 .0= m ——对应于各种工况的设备质量：
m 0——设备操作质量(包括壳体及其附件，内部介质及保温层的质 量),kg m w ——设备充水质量(水压试验时),kg m min ——设备最小质量(安装工况时),kg e α——地震系数，对7、8、9度地震分别取0.23、0.45、0.90 P e ——水平地震力,N 3.2 垂直地震力 e ev P F 4875.0= F ev ——垂直地震力,N 3.3 水平风载荷 6 001095.0-?=H D q f P O i W D O ——容器外径,mm,有保温层时取保温层外径 f i ——风压高度变化系数，按设备质心所处高度取 H 0——设备迎风有效高度,mm q 0——10m 高度处的基本风压值,N/m 2
目录 摘要.................................................................................................................... 错误！未定义书签。Abstract： .......................................................................................................... 错误！未定义书签。第一章总体计算 .. (1) 一、总图及主要技术参数 (1) （一）主要技术参数 (1) （二）总图 (1) 二、稳定性计算 (3) （一）工作状态稳定性计算 (3) 第二章主梁计算 (8) 一、载荷荷及内力计算 (8) （一）移动载荷及内力计算 (8) （二）静载荷及内力计算 (8) （三）风载及内力计算 (9) 及内力计算 (10) （四）大车紧急制动惯性力F 大惯 二、主梁截面几何参数计算 (12) （一）主梁截面图 (12) 三、载荷组合及强度稳定性验算 (14) （一）载荷组合 (14) （二）弯曲应力验算 (15) （三）主梁截面危险点验算 (15) （四）.主梁疲劳强度计算 (16) （五）稳定性验算 (18) （六）验算跨中主、副板上区格的稳定性。 (19) 第三章支腿设计计算 (24) 一、支腿简图 (24) （一）刚性支腿 (24) （二）柔性支腿 (25) 二、支腿截面几何参数设计计算 (27) （一）刚性支腿截面I-I (27)
（二）刚性支腿截面II-II .................................................................................................27 （三）柔性支腿截面I-I ....................................................................................................28 （四）柔性支腿截面II-II .................................................................................................28 三、载荷以及内力计算 .. (29) （一）主梁自重对刚柔腿的作用见下图 ..............................................................................29 （二）计算载荷对刚柔支腿的作用 .....................................................................................29 （一）马鞍和支腿自重对刚、柔腿的作用 ...........................................................................30 （二）大车运行方向风载荷以及惯性力对刚、柔腿的作用 ..................................................30 （三）载荷组合 .................................................................................................................38 （四）刚性腿截面I-I 和II-II 柔性腿截面'I I -和'II II -的强度I I -σII II -σ和'I I -σ' II II -σ 计算 (40) 第四章门型架的计算 (42) 一、载荷及内力计算 .................................................................................................................42 二、强度计算 ............................................................................................................................45 参考文献 ..........................................................................................................................................47 致谢 .................................................................................................................................................48 附录2：外文翻译.. (49)
塔式起重机方形独立基础的设计计算 余世章余婷媛 《内容提要》文章通过对天然基础的塔吊基础设计，详细论述整个基础的设计过程，经济适用，安全可靠、结构合理，思路清晰，论述精辟有据；在现场施工中，有着十分重要的指导意义。 关键词：塔机、偏心距、工况、一元三次方程、核心区、基底压力。 一、序言 随着建筑业迅猛发展，塔式起重机（简称塔机）在建筑市场中是必不可少的一项重要垂直运输机械设备；塔机基础设计，在建筑行业中是属于重大危险源的范畴，正因为如此，塔机基础设计得到各使用单位的高度重视；本人通过网络查阅过许多塔机基础设计方案，除采用桩基外，塔基按独立基础所设计的方形基础，绝大部分都按厂家说明书所提供的基础尺寸进行配筋，按规范设计计算的为数不多，厂家所提供基础大小数据有些是不满足规范要求，而塔机基础配筋绝大多数情况是配筋过大，浪费较为严重；厂家说明书所提供数据表明，地基承载力特征值小的基础外形尺寸就较大，承载力特征值较大，基础尺寸就相应的小点，似乎看起来这种做法是正确的，其实并非如此。 塔机基础型式方形等截面最为普遍，下面通过一些规范限定的条件，对方形截面独立基础规范化的设计，很有参考和实用价值。下面举例采用中联重科的塔吊类型进行论述和阐明。 二、塔吊基础设计步骤 2.1、确定塔吊型号
首先根据施工总平面图，根据建筑物外形尺寸（长、宽、高）、及材料堆放场地和钢筋加工场地，根据塔机覆盖率情况，按塔机说明书中的主要参数确定塔机型号。 2.2、根据塔机型号确定荷载 厂家说明书中都有荷载说明，按塔吊自由独立高度条件提供两组数据（中联重科），一组为工作状态（工况）荷载，另一组为非工作状态（非工况）荷载，确定出一组最不利的工况荷载。 2.3、确定塔吊基础厚度h 根据说明书中塔机安装说明，基础固定塔基及有两种形式，一种是地脚螺栓，另一种是埋入固定支腿式；因此根据塔机地脚螺栓锚固长度和支腿的埋深，可以确定塔机基础厚度h。 2.4、基础外形尺寸的确定 根据荷载大小和基础厚度h，确定独立方形基础的边长尺寸。 2.5、基础配筋计算 求出内力进行基础配筋计算，并根据《规范》的构造要求进行配筋和验算。 2.6、基础冲切、螺杆（支腿）受拉或局部受压的验算 三、方形独立基础尺寸的确定 3.1方形基础宽度B的上限值 根据上面塔机基础计算步骤可以看出，塔机基础尺寸的确定是方形基础的计算关键。利用偏心距限定条件，可求出基础最小截面尺寸。根据偏心距e（荷载按标准组合）：
第一章设计出始参数 第一节基本参数： 起重量PQ=150.000 ( t ) 跨度S = 20.000 (m ) 左有效悬臂长ZS1=0.000 (m) 左悬臂总长ZS2=1.500 (m) 右有效悬臂长YS1=1.500 （m ) 右悬臂总长YS2=0.770 (m) 起升高度H0=20.000 (m) 结构工作级别ABJ=5级 主起升工作级别ABZ=0级 副起升工作级别ABF=5级 小车运行工作级别ABX=5级 大车运行工作级别ABD=5级 主起升速度VZQ=3.4000 (m/min) 副起升速度VFQ=3.4000 (m/min) 小车运行速度VXY=2.4000 (m/min) 大车运行速度VDY=2.4000 (m/min) 第二节选用设计参数 起升动力系数02=1.20 运动冲击系数04=1.10 钢材比重R=7.85 t/m'3 钢材弹性模量E=2.1*10'5MPa 钢丝绳弹性模量Eg=0.85*10'5MPa 第三节相关设计参数 大车车轮数（个）AH=8 大车驱动车轮数（个）QN=4 大车车轮直径RM=0.7000(mm) 大车轮距L2=11.000 (m) 连接螺栓直径MD=0.0360 (m) 工作最大风压q1=0/*250*/(N/m'2) 非工作风压q2=0/*600*/(N/m'2) 第四节设计许用值 钢结构材料Q235----B 许用正应力[ σ ] I=156Mpa [ σ ] II=175Mpa 许用剪应力[ ? ]=124Mpa 龙门架许用刚度：
主梁垂直许用静刚度： 跨中（Y）x~1=S/800=30.00mm 悬臂（Y）1=ZS1/700=2.00mm 主梁水平许用静刚度： 跨中（Y）y~1=S/2000=12.00mm 悬臂（Y）1=ZS1/700=2.00mm 龙门架纵向静刚度： 主梁严小车轨道方向（Y）XG=H/800=16.4mm 许用动刚度（f ）=1.7H z 连接螺栓材料8.8级螺栓 许用正应力[ σ ] 1s=210.0Mpa 疲劳强度及板屈曲强度依GB3811-83计算许用值选取。 第二章起重小车设计 第一节小车设计参数 小车质量(t) GX=50.000(t) 小车车距(m) B=3.500(m) 轨道至主梁内边(m) L5=0.030(m) 小车轨距( m ) L6=2.500(m) 小车左外伸(m) L7=0.500(m) 小车右外伸(m) L8=0.500(m) 主梁与马鞍间距(m) L11=0(m) 吊钩下探量(m) H6=2.000(m) 小车轨道截面高(m) H7=0.120(m) 小车高H8=1.650(m) 小车顶至马鞍(m) 小车罩沿大车轨道方向 迎风面积(m'2) XDS=12.000(m'2) 小车罩垂直于大车轨道方向 迎风面积(m'2) XXS=12.000(m'2) 钢丝绳金属丝截面积(m'2) DO=6.550700e-004(m'2) 滑轮组钢丝绳分支数半NO=5 小车轨道型号QU70 小车外罩至导电架距离(m)L9=0.97(m) 小车外罩至栏杆距离(m) L10=0.970(m) 法兰至主梁上盖板距离(m)HD=1.800(m) 第二节设计计算 为工厂便于组织生产，提高标准件的通用性，设计中不进行起重小车设计，而采用5t--50t 通用桥式起重机小车。此，起重机小车设计详见5t--50t通用桥式起重机小车计算说明书。
4 起重机的稳定性系数计算 4.1 流动式起重机的稳定性与安全 流动式流动式起重机最严重的事故是“翻车”事故，其根本原因是丧失稳定，所以起重机的稳定与全关系十分密切。流动式起重机的稳定性可分为行驶状态稳定性和工作状态稳定。（1-D） 1．影响稳定性的因素 轮式起重机作业时的稳定性，完全由机械的自重来维持，所以有一定的限度，往往在起重机的结构件(如吊臂、支腿等)强度还足够的情况下，整机却由于操作失误和作业条件不好等原因，突然丧失稳定而造成整机倾翻事故。因而轮式起重机的技术条件规定，起重机的稳定系数K不应小于1.15。 轮式起重机在使用中，应主要注意以下诸因素对起重机稳定性的不利影响。（2-B）(5-H) (1)吊臂长度的影响 起重机的伸臂越长或幅度越大，对稳定性越不利，特别是液压伸缩臂起重机，当吊臂全伸时，在某一定倾角(使用说明书中有规定)以下，即使不吊载荷，也有倾翻危险；当伸臂较长，并吊有相应的额定载荷时，吊臂会产生一定的挠曲变形，使实际的工作幅度增大，倾翻力矩也随之增大。 (2)离心力的影响 轮式起重机吊重回转时会产生离心力，使重物向外抛移。重物向外抛移(相当于斜拉)时，通过起升钢丝绳使吊臂端部承受水平力的作用，从而增大倾翻力矩。特别是使用长吊臂时，臂端部的速度和离心力都很大，倾翻的危险性也越大。所以，起重机司机操纵回转时要特别慎重，回转速度不能过快。 (3)起吊方向的影响 汽车式起重机的稳定性，随起吊方向不同而不同，不同的起吊方向有不同的额定起重量。在稳定性较好的方向起吊的额定载荷，当转到稳定性较差的方向上就会超载，因而有倾翻的可能性。一般情况下，后方的稳定性大于侧方的稳定性，而侧方的稳定性，大于前方的稳定性；即后方稳定性>侧方稳定性>前方的稳定性。所以，应尽量使吊臂在起重机的后方作业，避免在前方作业。 (4)风力的影响 工作状态最大风力，一般规定为6级风，对于长大吊臂，风力的作用很大，从表28 可看出风力的影响。 表28 臂长、风速、风载力矩关系表 从表中可知，随着臂长和风速的增加风载力矩增加的很快。(3-C) 从正常作业中，最大风力为6级，此风力并不很大，翻车事故主要发生在回转时，没有注意转向顺风（风从起重臂后方吹来）。
常熟市莫城起重机械制造厂 门式起重机计算书 型号： MDG 起重量：主钩50T副钩10T 跨度： 24M 有效悬臂：左9M右9M 工作级别：A5 内容：悬臂刚度强度校核；整机稳定性校核
50/10-24M 单梁门式起重机计算书 起重机主参数及计算简图： Lx1=11721Lk=24000Lx2=11421 B=3600 b1b2 p 1p 2 8 5 4 1 = h L=9000 计算简图 小车自重： G X=153.8 KN主梁自重： G Z=554.1 KN走台栏杆滑导支架等附件： G F=40.2 KN 桥架自重： 1100.54 KN额定起重量： G E=490 KN 760e 2751413 0 4 0 2 1 1 2 2 6 1 602 103 222 222 1338.7 1358.7 支腿折算惯性矩的等值截面14140012 6 14261 主梁截面 刚性支腿折算惯性矩：I 1BH 3bh3 5.18 1010 MM 4 12 主梁截面惯性矩： I 2BH 3bh37.91010 MM 4 12 主梁 X 向截面抵弯矩：W X BH 3bh3 7.087 107MM3
主梁 Y 向截面抵弯矩：W Y HB 3hb3 5.089 107 MM 3 6B 一. 悬臂强度和刚度校核。 Ⅰ. 悬臂刚度校核 该门式起重机采用两个刚性支腿，故悬臂端挠度计算按一次超静定龙门架计算简图计算。 ( P1 P2) L2C 38K 3 f(L L K) 3EI 28K12 式中C3:小车轮压合力计算挠度的折算系数 ( P1b1 P2b2) L(2L K3L ) P2b2 3 C3 2 ( L K L) 2(P1 P2)L ＝1.00055 K:考虑轮缘参与约束，产生横向推力 K I 2h 0.927 I 1L K P1,P2:小车轮压 P1P2G X G E 321.9KN 2 代入数值： f(P P2C(L L K8K 3 ) 12)L3 3EI 28K12 (321.9103321.9 103 )9000 2 1.00055 (90002400080.927 3 ) 3 2.1021057.9101080.92712 22.911mm 按起重机设计规范有效悬臂端的许用挠度:[ f ]L K900025.7mm 350350 f [ f ] 结论：综上计算校核，该起重机的悬臂梁的刚度满足起重机械设计规范的要求。 Ⅱ. 悬臂的强度校核 1.该起重机悬臂的危险截面为支承处截面，满载小车位于悬臂端时该截面受到最大弯曲应力和最 大剪应力。 此时弯曲应力： M x M qw M q s M p s MT max W y W y W x W x
附件三： 汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析 一、模型建立及臂架回转过程受力分析 汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图1所示，G 0为下车重量；G 1为上车和吊重的重量和，移到位于对称轴上的回转中心后产生力矩M ；e 0、e 1为G 0、G 1位置到四支腿中心的距离，按对称轴为直角坐标系定位。R 1、R 2、R 3、R 4分别是四支腿的支反力,其中R 3、R 4为近吊装物处两支腿反力，徐工QY130K 汽车起重机支腿间距如图1中，a=3.78m ，b=3.8m 。 为简化计算，假设4条支腿支撑在同一水平面内，它们的刚度相同且支撑地面的刚度相同。 1、支点反力计算公式 由图1受力简图，分别计算臂架转化来的集中力矩M 和吊重P ，最后在支腿处迭加，根据受力平衡可得: 图1 四支腿反力简图 011011cos sin (1)(1)()4e e R G G M b b b a αα??= ++--+???? 012011cos sin (1)(1)()4e e R G G M b b b a αα??= ++---???? 013011cos sin (1)(1)()4e e R G G M b b b a αα??= -++++???? 014011cos sin (1)(1)()4e e R G G M b b b a αα??= -+++-???? e 0、e 1为G 0、G 1位置到四支腿对称中心的距离。 2、计算底盘重心点位置 当架吊机设边梁时，所需吊幅最大，为13m ，臂长约为18.8m ，根据额定起重表，幅度14m 、臂长21.28m 最大吊重为29.3t>22t ，满足起吊要求。 徐工QY130K 汽车起重机车长14.95m ，宽3m ，行驶状态车重55t ，主要技术参数详见表1。
第五章 支腿的设计计算 1.载荷计算 支腿平面内计算的最不利工况是：满载小车在悬臂极限位置，起重机不动或带载荷偏斜运动并制动，同时有风载荷作用。 支腿承受的载荷有：结构设备重量、小车载荷、运动冲击力、偏斜侧向力及工作风力。 1） 一根梁上的起升载荷与小车自重： 36 1(12080)9.8110 1.1 1.079102 p N = ?+???=?∑ 2） 大车的自重 刚性支腿上端以上的自重 35 699.8110 6.77102 G G N = =??=?静总上 刚性支腿下端以上的自重 35 69189.81108.53102 G G G N = +=+??=?静总下刚（） 柔性支腿下端以上的自重 3 5 69129.81107.95102 G G G N = +=+??=?静总柔下柔（） 3）小车的惯性力为： 3 4 809.8110 2.810142 142 xc Hx G P N ??= = =??? 小车与货物的风载荷 4 1.6250(16 28.8) 1.7910 w P c q A N ==??+=? 4）垂直于门架平面的风载荷 1.604401/w q q N m =?=门 5）大车支腿以上桥架作用在支腿上的惯性力 4 2 6.23610414 H G Gx F N += =??静总惯 风载荷
4 2.5104Fw Pw N ?= ==?主（384+16+4）2504 6）作用与支腿架的风载荷和支腿自重惯性力： 464/A q N m =刚 536/A q N m =柔 1043.8/H q N m =刚 695.8/H q N m =柔 7) 偏斜运行侧向载荷 Ps 小车满载跨中4 s18.0910P N ==? 小车满载极限位置5 s2 1.06210P N =? 2.支腿内力计算 （1）门架平面的支腿内力计算 柔性支腿与主梁铰接，因此门架平面按静定简图进行内力计算： ○1满载小车位于臂端，c 点受弯矩 1 1c M H h = 32(2 3) L H P h k =?+ ∑ 21 I h k I L = ?
塔吊基础设计计算方法 地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。 标签：塔吊基础；四桩；预应力管桩；承载力；倾覆力矩 1 工程概况 广东水利电力职业技术学院从化校区教工宿舍工程包括C1C4、C5C6、C15C16共3栋主体建安工程，二期精装修以及其他配套工程等。 三栋建筑由教工宿舍C1C4和教工宿舍C5C6、教工宿舍C15C16组成，总建筑面积：17782.82m2。其中教工宿舍C1C4地上6层；教工宿舍C5C6地上12层；教工宿舍C15C16地上6层，基地建筑面积2358.99m2（其中C1C4为862.89m2；C5C6为745.05m2；C15C16为751.05m2）。C1C4首层层高3m，二层～六层层高为3.0m，六层以上层高均为3.2m；C5C6首层层高4m，二层～十二层层高3m，十二层以上4.7m；C15C16首层层高3m，二层～六层层高3m，六层以上3.9m。C1C4、C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。 教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，教工宿舍C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。建筑安全等级为二级，抗震设防类型为丙类。地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。建筑防火类别为二类，耐火等级为二级；主体建筑屋面工程防水为2级。 根据施工现场场地条件及周边环境情况，安装1台塔式起重机负责建筑材料的垂直及水平运输。 2 塔吊基础（四桩）设计 2.1 计算参数 采用1台QTZ80塔式起重机，塔身尺寸1.60m，地下室开挖深度为0m；现场地面标高-0.60m，承台面标高-0.30m；采用预应力管桩基础，地下水位-2.90m。 2.1.1 塔吊基础受力情况 图1 塔吊基础受力示意图
三一220t汽车吊支腿压力计算书 一、工程概况 大新大厦改扩建项目1#6015拆卸时需三一220t全路面汽车吊在地面上进行作业，220吨汽车吊吊装50m吊臂时作业半径12m，吊臂重量8.36t。 二.吊装计算参数 1).220t汽车吊整机自重72t; 2).220t汽车吊平衡重75t; 3).6015塔吊吊臂自重8.36t; 三、作业工况 分析现场情况，最不利吊装工况： 1.工况a— 220t汽车吊在作业半径12m处吊装吊臂；
四、支腿压力计算 1.支腿反力计算公式:N ∑∑+++=Xi Xi Xi My Yi Yi Yi Mx n Q G ****)( G ——汽车吊整车自重（含配重）； Q ——汽车吊起重载荷（吊重）； N ——汽车吊支腿反力； n ——汽车吊支腿数； Mx 、My ——作用于汽车吊上的外力对通过回转中心的X\Y 轴的力矩值； Xi 、Yi ——支腿至通过回转中心的X 、Y 轴的距离； 2.220t 汽车吊整机自重:G=72+75=147t; 3.工况a —吊装6015吊臂时的支腿最大压力: 1)50m 吊臂自重8.36t 考虑动载荷时汽车吊起吊重量:Q=8.36*1.5=12.54t(动载系数取为1.5) 2).吊装对X,Y 轴的力矩 Mx=12.54*10=125.4t.m My=12.54*6.6=82.76t.m t N 58.534 *3.8*3.8 3.8*76.824*3.8*3.8 3.8*4.1254.5421147)3(=+++= 4、220t 汽车吊支腿压力分散处理 1).600*600支腿对地下室顶板的压应力:
门式起重机毕业设计说 明书 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
西南交通大学峨眉校区 毕业设计说明书 论文题目：门式起重机设计 —起升机构与小车运行机构设计系部：机械工程系 专业：工程机械 . 班级：工机二班 学生姓名：毛明明 学号： 指导教师：冯鉴 目录 第一章门式起重机发展现状 4 型吊钩门式起重机的用途 (5) 钢丝绳的计算 (8) 滑轮、卷筒的计算...................................... 减速机的选择 (12)
车轮的计算 (24)
第一章门式起重机发展现状 门式起重机是指桥梁通过支腿支承在轨道上的起重机。它一般在码头、堆场、造船台等露天作业场地上。当门式起重机的小车运行速度大、运行距离长、生产效率高时，常改称为装卸桥。港口上常用的机型有：轨道式龙门起重机、轮胎式龙门起重机、岸边集装箱起重机、桥式抓斗卸船机等。 当桥架型起重机的跨度特别大时，为了减轻桥架和整机的自身质量，常改用缆索来代替桥架，供起重小车支承和运行之用。 起重机械是用来升降物品或人员的，有的还能使这些物品或人员在其工作范围内作水平或空间移动的机械。取物装置悬挂在可沿门架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机，称为“门架型起重机”。 进入21世纪以来，我国的造船工业进入了快速发展的轨道，各大主力船厂承接的船舶吨位从几万吨发展到十几万吨，年造船能力也普遍跃上百万吨水平，造船模式也相继从船台造船转向船坞造船，大型造船门式起重机的需求也大幅度增加。 随关中船长兴、中船龙穴、青岛海西湾、舟山金海湾、靖江新时代、太平洋集团扬州大洋等大型国营和民营造船基地的建设，大型造船门式起重机也进入了一个大型集中建造的黄金时期，起重机的提升能力从600ｔ上升到900ｔ，跨度从170米增加到239米，已经建成的和在建的大型造船门式起重机有几十台。门式起重机作为一种重要的物料搬运设备，在造船领域中的重要作用日益显现。随着经济的发展，它不仅在国民经济中占有重要的位置，而且在社会生产和生活的领域也不断扩大。从20纪后期开始，国际上门式起重机的生产向大型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。 第二章 MG型吊钩门式起重机的概述 MG型吊钩门式起重机属双主梁通用门式起重机,也称A型双梁门吊,由桥架、大车运行机构、小车、电气设备等部分构成。本起重机是按GB/T14406-1993《通用门式起重机》设计制造，常用起重量10-50t，工作环境为-20- 40。C，工作级别A5、A6两种。本起重机小车导电采用软缆导电，大车采用滑触线或电缆卷筒方式供电，操作方式有地面控制、操纵室控制、遥控三种形式供用户选择。标准操纵方式为室控，全部机
法兰计算： （1）螺栓所受最大拉力的计算 弯矩Mx 和My 使角点上的螺栓A 产生最大拉力，而垂直压力Q 则使螺栓中的拉力减少。螺栓A 中的最大拉力Ta 计算如下： 高强度螺栓： ][2·2·2max max t i i i i N z Q y m y Mx x m x My Ta ≤-+=∑∑ 1、 支腿强度和稳定性 （1）支腿顶部截面（开始弯曲处） ][σσ≤++=x td y d td d I y M I x M A N （2）支腿上法兰截面 ][σσ≤++=x tf y f t d I y M I x M A N 式中，分母为支腿相应截面的几何性质， 2、稳定性 （1）整体稳定性 支腿两端与主梁、横梁刚接构成空间构架，计算支腿整体稳定性时，必须考虑主梁（横梁）对支腿端部的约束影响。 空间刚架的支腿稳定性计算十分复杂，为了简化可将空间刚架分解成两个互相垂直的平面刚架来计算，而忽略两个平面刚架的相互影响。 计算支腿整体稳定性时，必须先把变截面支腿转换成等效等截面构件，按其等效的惯性矩来计算单位刚度比和支腿长细比。 t 210l μμl =
支腿的长细表：r l 0=λ 支腿整体稳定性按右式计算：][σφσ≤++= x td y d td d I y M I x M A N 20吨小车计算： 钢丝绳的选择： （1） 钢丝绳的最大拉力：根据起重机的额定起重量Q=20吨， 查起重机手册选取滑轮组倍率m=4，起升机构缠绕如图：
钢丝绳最大拉力：组 ηm G Q S 2max += kg 式中Q ——额定起重量，Q=20*103kg G ——钓钩组重量，G=364kg m ——滑轮组倍率 m=4 组η——滑轮组效率，组η=0.975 根据公式得到Smax=2610kg （2）钢丝绳的选择 所选择的钢丝绳破断拉力应满足下式； max S *n S 绳绳≥而∑=丝绳αS S * 式中；S 绳——钢丝绳破断拉力 ΣS 丝——钢丝绳破断拉力总和。 α——折减系数，对于绳6X37+1的钢丝绳α=0.82
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计 一、基础的设置：根据塔式起重机说明书基础设置要求的技术参数及对地基的要求 选用基础设计图，基础尺寸采用5.5m ×5.5m ×1.2m ，基础砼标号为C35（7天和28天 期龄各一组），要有砼检测报告，基础表面砼平整度要求≤1/1000，塔式起重机预埋螺 栓材料选用40Cr 钢，承重板高出基础砼面5~8㎜左右，要有排水设施。 二、塔式起重机抗倾覆计算 ①、塔式起重机的地基为天然地基，必须稳妥可靠，在表面上平整夯实，夯实后的 基础的承压能力不小于200kPa ，基础的总重量不得小于80T ，砼 标 号 不 得 小 于 C35，砼的捣 制应密实，塔式起重机采用预埋螺栓固定式。 ②、参数信息：塔吊型号：QTZ5510，塔吊起升高度H ：37.50m ，塔身宽度B ：1.7m ， 自重F K ：453kN ，基础承台厚度h ：1.2m ，最大起重荷载Q ：60kN ，基础承台宽度b ：5.50m ， 混凝土强度等级：C35。 ③、塔式起重机在安装附着前，处于非工作状况时为最不利工况，按此工况进行设计 计算。塔式起重机受力分析图如下： 根据《塔式起重机说明书》，作用在塔吊底座荷载标准值为：M K =1654kn ·m ， F K = 530KN ，Fv K =74.9KN ，砼基础重量 G K = 835KN ④、塔式起重机抗倾覆稳定性验算： 为防止塔机倾覆需满足下列条件： 式中e----- 偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离； M K ------ 相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值； Fv K ------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷 载； F K -------塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值； h ---------基础的高度（h=1.2m ）； G K ----------基础自重； b---------矩形基础底面的短边长度。(b=5.5m) 将上述塔式起重机各项数值M K 、Fv K 、F K 、h 、G K 、b 代入式①得： e =1.28＜ b/3=1.83m 偏心距满足要求，抗倾覆满足要求。 三、塔式起重机地基承载力验算：根据岩土工程详细勘察报告资料，1#塔吊 基础底板处承载力特征值为372Kpa 。取塔式起重机基础底土层的承载力标准值为 372Kpa ，根据《TCT5613塔式起重机使用说明书》，采用塔式起重机基础：长× 宽×高=5500×5500×1200的形式，塔吊采用预埋螺栓固定式，塔式起重机对地 面压应力为170Kpa ＜372Kpa 满足要求，直接按说明的大样图施工，不再做另外
双梁门式起重机 设计计算书 (40.0吨36.0米)
目录 第一章设计初始参数-------------------------------------1 第一节基本参数--------------------------------------1 第二节选用设计参数----------------------------------1 第三节相关设计参数----------------------------------1 第四节设计许用值参数--------------------------------1 第二章起重机小车设计-----------------------------------3 第一节小车设计参数---------------------------------3 第二节设计计算（详见桥吊计算书）-------------------3 第三章门机钢结构部分设计计算---------------------------4 第一节结构型式、尺寸及计算截面---------------------4 一、门机正面型式及尺寸---------------------------4 二、门机支承架型式及尺寸-------------------------4 三、各截面尺寸及几何特性-------------------------5 第二节载荷及其组合---------------------------------7 一、垂直作用载荷---------------------------------7 二、水平作用载荷---------------------------------8 三、载荷组合－－---------------------------------12 第三节龙门架强度设计计算---------------------------13 一、主梁力计算---------------------------------13 二、主梁应力校核计算-----------------------------17 三、疲劳强度设计计算-----------------------------19 四、主梁腹板局部稳定校核-------------------------20 五、主梁整体稳定性－－---------------------------22 六、上盖板局部弯曲应力---------------------------22 第四节龙门架刚度设计计算---------------------------25 一、主梁垂直静刚度计算---------------------------25 二、主梁水平静刚度计算---------------------------26 三、门架纵向静刚度计算---------------------------27 四、主梁动刚度计算-------------------------------27 第五节支承架强度设计计算---------------------------29 一、垂直载荷作用下，马鞍横梁跨中截面力计算-----29 二、水平载荷作用下，马鞍横梁跨中截面力计算-----35 三、支承架各截面力及应力-----------------------40 第六节支承架刚度设计计算---------------------------45 一、垂直载荷作用下，支承架的小车轨顶处位移-------45 二、水平载荷作用下，支承架的小车轨顶处位移-------849 第七节支腿整体稳定性计算---------------------------58 第八节连接螺栓强度计算-----------------------------60 一、马鞍立柱下截面或上端梁截面的螺栓强度---------60 二、支腿下截面螺栓强度计算-----------------------62 第四章大车运行机构设计计算-----------------------------65 第一节设计相关参数及运行机构形式--------------------65 一. 设计相关参数---------------------------------65
附件三：汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析 一、模型建立及臂架回转过程受力分析 汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图1所示，G 0为下车重量；G 1 为上车和吊重的 重量和，移到位于对称轴上的回转中心后产生力矩M；e 0、e 1 为G 、G 1 位置到四支腿中心 的距离，按对称轴为直角坐标系定位。R 1、R 2 、R 3 、R 4 分别是四支腿的支反力,其中R 3 、R 4 为近吊装物处两支腿反力，徐工QY130K汽车起重机支腿间距如图1中，a=3.78m，b=3.8m。 为简化计算，假设4条支腿支撑在同一水平面内，它们的刚度相同且支撑地面的刚度相同。 1、支点反力计算公式 由图1受力简图，分别计算臂架转化来的集中力矩M和吊重P，最后在支腿处迭加，根据受力平衡可得: 图 1 四支腿反力简图 e 0、e 1 为G 、G 1 位置到四支腿对称中心的距离。 2、计算底盘重心点位置 当架吊机设边梁时，所需吊幅最大，为13m，臂长约为18.8m，根据额定起重表，幅度14m、臂长21.28m最大吊重为29.3t>22t，满足起吊要求。 徐工QY130K汽车起重机车长14.95m，宽3m，行驶状态车重55t，主要技术参数详见表1。 表1 徐工QY130K汽车起重机主要参数
吊机支腿纵向距离7.56m ，横向距离7.6m ，支腿箱体位于2桥和3桥之间以及车架后端，工作时配重38000kg 。根据车轴及转盘中心位置计算吊装下车重心点G 0，尺寸位置关系详见图2，由合力矩确定的平行力系中心即为吊车重心。 图2 车轴及转盘中心位置尺寸 由轴重参数得：下车重量G 0=9100+9100+9100+12500+12700+9700=62200 kg 上车配重重量=38000 kg 上车未加配重时重心到车后边缘距离Rc 为： 9700312700 4.412500 5.7591007.62910010.04910011.46 62200 6.78Rc m ?+?+?+?+?+?= = 则下车重心G 0到臂架回转中心G 1的纵向距离为6.78-4.9=1.88m 工作臂架回转中心G 1到两后支腿的纵向距离为3.63m ，上车配重及吊重支点G 1到支腿对称轴中心O 点距离e 1=0.15m ，下车重心G 0到支腿对称中心O 的距离e 0=1.88-0.15=1.73m 。 二 、边梁吊装吊机支腿反力计算 边梁重21.97t ，不考虑铺装层，按22t 计算。 1、边梁吊装支腿反力计算 由以上计算可知： a=3.8m ，b=3.78m ，e 0=1.73 m ，e 1=0.15m ， G 0=622KN,G 1=220+380=600KN ； (1)当а=1060时吊重至臂架回转中心G 1的水平距离为7.01m ，吊重产生的力矩M=6.964×220=1542.6KN ·m ；代入上述公式得： (2)当а=440时吊重至臂架回转中心G 1的水平距离为8.744m ，M=8.882×220=1923.7 KN ·m 。代入上述公式得：