龙门架(八道钢管)

龙门架(双柱)计算书

计算依据：

1、《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》JGJ88-2010

2、《建筑施工计算手册》江正荣编著

3、《重要用途钢丝绳》GB/T 8918-2006

4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

一、基本参数信息

1、构造参数:

龙门架立柱高度h(m)：30；龙门架立柱宽度B(m): 0.6；

龙门架立柱间距L(m)：1.7；每根立柱的重量G z(kN)：30；

风荷载设计值q0(kN/m2)：0.22；卷场机固定形式：压重；

卷场机自重G(kN)：1；重物与土的摩擦系数μ1：5；

卷扬机底座与土的摩擦系数μ2：1；A点与水平拉力作用线距离h(m)：2；

A点到卷扬机重心线的距离a(m)：1；A点到压重物重心线的距离b(m)：0.3；

吊篮重G d(kN)：1；额定起重量G e(kN)：15；

钢丝绳型号：6×19(a)；公称抗拉强度(N/mm2)：1570(钢芯)；

钢丝绳直径(mm)：16；滑轮直径D(mm)：200；

承载钢丝绳分支数n：2；滑轮组总效率η：0.9；

材料的弹性模量E(N/mm2 )205；

2、附墙架:

附墙架材料：钢管；型钢选择：Ф48×3.5；

截面面积(cm2 )：4.89；回转半径(cm)：1.58；

附墙架计算长度y(m)：1.85；

二、钢丝绳和滑轮计算

提升钢丝绳最大工作拉力：

S=P/(nη)

其中P - 提升荷载，P=1.4(G d+G e)=1.4×(1+15)=22.4kN；

n - 承载钢丝绳分支数，n=2；

η - 滑轮组总效率，η=0.9。

S=22.4/(2×0.9)=12.444kN

选择6×19(a)钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1570(钢芯)MPa,直径16mm。

钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

[Fg]=αFg/K

其中Fg ─ 钢丝绳的钢丝破断拉力总和，查表得Fg=187.044kN；

α - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，α=0.8；

K - 钢丝绳使用安全系数，K=7.00。

得到：[Fg]=0.8×187.044/7=21.376kN≥S=12.444kN

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

三、卷扬机计算

卷扬机底座固定压重计算

卷扬机仅受水平拉力作用，为防止绕A点倾覆，需满足下式：

Q1≥K(Sh-Ga)/b

卷扬机仅受水平拉力作用，为防止水平滑动，需满足下式：

Q1μ1+Gμ2≥S

其中Q1 - 卷扬机压重力；

S - 钢丝绳的水平拉力，S=12.44kN；

G - 卷扬机自重力，G=1.00kN；

μ1 - 重物与土的摩擦系数，μ1=5.00；

μ2 - 卷扬机与土的摩擦系数，μ2=1.00；

h - A点与水平拉力作用线的距离，h=2.00m；

a - A点到卷扬机重心线的距离，a=1.00m；

b - A点到压重物重心线的距离，b=0.30m。

由抗倾覆需要的压重力：Q1=7×(12.444×2-1×1)/0.3=557.41kN

由水平滑动需要的压重力：Q1=(12.444-1×1)/5=2.29kN

经计算，卷扬机底座固定压重需要557.41kN。

四、立柱受力计算

风荷载标准值应按照以下公式计算：

ωk=ω0×μz×μs×βz=0.45×0.88×0.65×1=0.26kN/m2

风荷载的水平作用力：

q0=ωk×B=0.257×0.849=0.22kN/m2；

在风荷载作用下，龙门架立杆受力：

剪力图

各附着由下到上的内力分别为：R(1)=1.077kN，R(2)=0.492kN，R(3)=0.703kN，R(4)=0.656kN，R(5)=0.631kN，R(6)=0.778kN，R(7)=0.218kN，R(8)=1.339kN；

立柱所受压力：

N=1.2(G z+0.5G t)+1.4×0.5(G d+G e)=1.2×(30+0.5×0.5)+1.4×0.5×(1+15)=47.50kN；五、附墙架计算

R max cosθ+T2cosθ2=T1cosθ1

T1sinθ1+ T2cosθ2= R max sinθ

以上的计算过程将θ从0-360度循环，解得每杆件的最大轴压力，最大轴拉力：

杆1的最大轴向拉力为：1.34 kN；

杆2的最大轴向拉力为：54.37 kN；

杆1的最大轴向压力为：54.37 kN；

杆2的最大轴向压力为：54.37 kN；

1、杆件轴心受拉强度验算

σ= N / A n≤f

其中N - 为杆件的最大轴向拉力, N =54.37kN；

A n - 为杆件的截面面积，A n =4.89cm2；

杆件的最大受拉应力：σ=54.37×103/489=111.19N/mm2

最大拉应力σ=111.19 N/mm2不大于拉杆的允许拉应力205.00/mm2，满足要求。

2、杆件轴心受压强度验算

σ= N /φA n≤f

其中N - 为杆件的最大轴向拉力, N =54.37kN；

A n - 为杆件的截面面积，A n =4.89cm2；

λ - 杆件长细比，由l/i的值确定；λ=1850.00/4.89=378>180

长细比不符合要求，请调整！

φ --为杆件的受压稳定系数，是根据λ查表计算得：

取φ=1.000 ；

σ = 54.370 ×103 / (1.000 × 489.000) = 111.185 N/mm2；

经计算，杆件的最大受压应力σ=111.19 N/mm2；

最大压应力111.185N/mm2小于允许应力205.00N/mm2，满足要求。