龙门吊结构验算书(midas计算)

目录

1.工程概况 (1)

2.计算依据及材料取值 (1)

2.1计算依据 (1)

2.2材料取值 (2)

3.计算荷载模型 (2)

3.1计算荷载 (2)

3.2荷载工况 (3)

3.3.计算模型 (4)

4.计算结果 (5)

4.1应力计算结果 (5)

4.2位移、支座反力及稳定计算结果 (12)

4.3工况7整体抗倾覆计算 (13)

5.结论和建议 (14)

1.工程概况

60t门吊主梁采用双主梁桁架结构，支腿采用钢管焊接，采用轨道行走式，轨道间距27m，主梁跨度27m，净高约13.5m，支腿行走轮距6.5m。门吊主梁采用200型贝雷梁拼装，门吊支腿采用钢管结构，直立支腿采用φ325×10钢管，斜支腿立柱采用φ273×7钢管、平联及斜撑采用φ159×5钢管。起吊设备采用1台60t起重小车，60t门吊的结构布置形式如图1所示。

图1 60t门吊结构图示

2.计算依据及材料取值

2.1计算依据

（1）60t龙门起重机设计图

（2）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

（3）《起重机设计规范》（GB3811-2008）

2.2材料取值

200型贝雷梁材质为Q345钢材，容许正应力按[]240MPa σ=取值，容许剪应力按[]140MPa σ=取值； Q235

钢材，容许正应力按[]170MPa σ=取值，容许剪应力按

[]100MPa σ=取值。

3.计算荷载模型 3.1计算荷载

（1）自重荷载630c P kN =；

（2）起升荷载Q P ：天车110Q P a kN =和吊重600Qb P kN =。

（3）电动葫芦走行制动力：按起升荷载的10%取值，60010%60TZ P kN =⨯=。

（4）门吊走行制动力：吊重走行制动()163071010%134MZ P kN =+⨯=；

自重走行制动()263011010%74MZ P kN =+⨯=。

（5）风荷载w P ：工作状态时为6级风，基本风压取120Pa ，非工作状态时，基本风压取500Pa 。

风荷载的计算按《起重机设计规范》(GB3811-2008)进行。风压计算公式为：

q CK q h =0

上式中，K h 为风压高度变化系数，正常工作状态下K h ＝1。龙门吊高度小于20m ，非

工作状态时的风压取值K h 为1.23。C 为风力系数；q 为计算风压。

对钢管，C 为0.7，则：

正常工作状态时的风压为：00.7112084q Pa =⨯⨯=

非工作状态时00.7 1.23500431q Pa =⨯⨯=

对桁架，C 为1.6，则：

正常工作状态时的风压为：0 1.61120192q Pa =⨯⨯=

非工作状态时的风压为K h 为1.23，0 1.6 1.23500984q Pa =⨯⨯=

受风面积的计算按《起重机设计规范》(GB3811-2008) 进行。

对于n 片贝雷梁的迎风面积，按《起重机设计规范》(GB3811-2008)第2.2.10.5条规定1n n A A ηϕ-=,单片贝雷梁的迎风面积计算结果如表1所示。

表1 单片贝雷梁迎风面积计算

3.2荷载工况

门吊结构计算考虑以下七种荷载工况，其中门吊起重工况对起吊荷载考虑1.1倍的冲击系数。

工作状态组合：

工况1：天车在跨中起吊

（1）＋Qa P +1.1Qb P +（5）（顺门吊走行方向的工作风）

工况2：天车在一侧支腿处起吊

（1）+Qa P +1.1Qb P +（5）（顺门吊走行方向的工作风）

工况3：天车在横梁上走行（靠跨中）

（1）+（2）+（3）+（5）（顺门吊走行方向的工作风）

工况4：天车在一侧支腿走行

（1）+（2）+（3）+（5）（顺门吊走行方向的工作风）

工况5：吊重在跨中情况下门吊走行

（1）+（2）+（4）+（5）（顺门吊走行方向的工作风）

工况6：吊重在一侧支腿情况下门吊走行

（1）+（2）+（4）+（5）（顺门吊走行方向的工作风）

非工作状态工况：

工况7：（1）＋

P＋（5）（顺门吊走行方向的非工作风）

Qa

3.3.计算模型

建立如下图所示的60t门吊计算模型。计算程序为通用计算软件MIDAS，所有杆件均采用梁单元模拟。X方向为电动葫芦走行方向， Y方向为门吊走行方向，Z方向为门吊高度方向。边界条件为在立柱底部约束X、Y、Z三个方向的位移,由于贝雷梁之间为销轴连接，因此在计算中将销轴连接处的弯矩释放，模拟铰接。

图2 60t门吊结构计算模型

4.计算结果

4.1应力计算结果

工况1计算结果如图3所示。

图3工况1计算结果

吊重荷载作用位置

挠度结果（mm）

贝雷梁弦杆的最大拉应力为124.2MPa，最大压应力为126.9MPa；

贝雷梁竖杆的最大拉应力为113.4MPa；最大压应力为170.0MPa 贝雷梁斜杆的最大拉应力为51.9MPa，最大压应力为52.5MPa；

I25a的最大拉应力为29.1MPa，最大压应力为17.3MPa；

HW400×400的最大拉应力为32.4MPa，最大压应力为33.9MPa；Φ钢管最大压应力87.1MPa，无拉应力；

325

Φ钢管最大拉应力65.6MPa ，无压应力；

273

Φ钢管的最大拉应力25.1MPa，最大压应力27.4MPa。

159

工况2计算结果如图4所示。

图4工况2计算结果

吊重荷载作用位置

挠度结果（mm）

贝雷梁弦杆的最大拉应力为55.2MPa，最大压应力为59.1MPa；贝雷梁竖杆的最大拉应力为95.1MPa；最大压应力为171.6MPa；贝雷梁斜杆的最大拉应力为64.5MPa，最大压应力为73.8MPa；