起重机设计计算书

起重机设计计算书
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ﻩ
桁架式双梁门式起重机
设计计算书
设计:
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第一章
型式及主要技术参数
一、型式及构造特点
ME型桁架式双梁门式起重机，主要适用于大型料场、铁路货站、港口码头等装卸、搬运;还可以配以多种吊具进行各种特殊作业。

正常使用的工作环境温度为-25℃~+40℃范围内。

安装使用地点的海拔高度不得超过2000m,超过１000ｍ时，应对电动机容量进行校核。

整机主要由门架、小车、大车运行机构及电气控制设备四大部分组成：门架采用桁架结构，具有自重轻、用料省、刚度大、迎风面积小等特点。

本机小车有两个吊钩,分为主、副钩，小车副钩可在额定负荷范围内,协同主钩进行工作(但决不允许两钩同时提放两个重物），物体的重量不得超过主钩的额定起重量。

二、主要技术参数和结构简图
主要技术参数
工作级别:Ａ5、操纵方式：地操、单边悬臂长:9．1m
起重量:主钩7５t 副钩2０ｔ
跨度:２7 ｍ
起升高度:11/１3m
主钩起升速度:３．7m/ｍin
副钩起升速度:6ｍ/ｍin
(1）
小车运行速度：２７ｍ/miｎ
大车运行速度:34．1m/miｎ
小车轮距:2８00mm小车车轮:4-φ500
小车轨距：3600mm 小车轨道:P43
大车轮距：10600mm 大车车轮:８-φ700
大车轨距:27000mm大车轨道：ＱU80 起重机总重：１１70６７ｋg
其中：小车运行机构：22080ｋg
大车运行机构:12780kg
电气设备（含电缆卷筒)等:４１20kg
门架金属结构部件重量：
主梁:2ｘ2４751=495０２kg
支腿(Ⅰ)：２x2835.3=567０．3kg
支腿（Ⅱ）：2ｘ224５＝44９０kｇ
联系梁：2x992.4=1984.8ｋg
马鞍梁: 2９62.6kg
下横梁：２ｘ4871=9７４２kg
电缆滑车架: 133２ｋg
梯子、平台、栏杆等:１７20kg
电缆拖车自重：13２０㎏
(２）
三、结构简图（见图１)
(3）
第二章
载荷计算
一、风载荷
工作风压:qⅡ=25 kg/m2
非工作风压：qⅢ＝８0 kg/m2
（一）、沿大车轨道方向风载荷计算
1、单片主梁迎风面积Ｆ
梁风
F梁风=ΨF轮式中：Ｆ轮—起重机组成部分的轮廓面积在垂直于风向平面上的
投影(m2）
F轮=36．55×2．15=7８.58m2Ψ—充满系数０.２~0.6,桁架式取Ψ=0.4
F梁风=０.４×78.5８＝31．43ｍ2
2、小车迎风面积F小车风
F小车风＝4.24×1.9１＝8.0984㎡
３、货物迎风面积Ｆ货物风
F货物风=36㎡
４、沿大车轨道方向的工作风载荷为:
Ｐ
梁单=Ｃk
n
qⅡF梁风式中:C—体形系数.(桁架取C=1.4)
= 1.4×1．46×25×3１.43 (小车、货物取C=1.２）
=160６㎏ｋ
n —高度修正系数.（本机取k
n
=1.4６)
Ｐ
梁风双= Ck
n
qⅡ（1ϕF1+2
ηϕＦ
2
）式中：F
1
=F
2
=F
轮
＝７8.５８㎡
=１.4×1.4６×2５×(0.4×78.58+0.66×0．４×78．58)
=２666．3 kg
1ϕ＝2ϕ=0.4
（4）
η—折减系数. （n
b ＝
2
.22
=０.9０9)查表 η=0.66 点载荷梁双风γ=
21
3
.2666=１27 节点kg P
小车风＝
1.2×1.46×25×８.０98４=３54.７㎏
P 货物风＝１．2×1.46×25×36=1５76.8㎏
(二)、垂直大车轨道方向风载荷计算 迎风面积计算：
F '梁风=2.16８×1.6×２=6.９4㎡ 注:迎风面积按主梁与支腿连接
处，主梁为矩形截面计算。

Ψ—充满系数 取Ψ=1
Ｆ'
小车风=４.0３×1.９１=７.7㎡
Ｆ'
货物风= F 货物风=36㎡
垂直大车轨道方向风载荷计算
P '梁风=1.4×1.46×25×６.９4＝3５4.６㎏
P '
小车风＝1．2×1.４6×2５×7.7=３37.３㎏
P '
货物风= Ｐ货物风=１５76.８㎏
支腿迎风面积计算（二个支腿）
由于跨度为2７m,后支腿不必考虑前支腿的遮挡。

故；F'
支腿风=2ΨF
腿轮
式中：F
腿轮
＝
2
8.0
2+
×9.198=1２.８７72㎡
F'
支腿风
＝2×０．4×12．８772=１0．3㎡
P'
支腿风
=1.４×1.46×25×10.３=5２6.33㎏
(5）
沿大车轨道方向风载荷
P
5=
梁双风
γ=１２７
节点
kg
小车车轮侧向压力
P
6=
2
1
(P小车风+P货物风）
＝
2
1(3５4．7+157６.8）=９65.8
轮
kg
二、自重与货载计算
单片主梁自重:Ｇ
梁
=２47５1㎏
马鞍自重：G
鞍
=2963㎏
栏杆自重:(包括:端部栏杆、栏杆、梯子平台、电缆滑车架)
Ｇ
栏
＝９2.6+４０3+17２0+1３３2=３5４7．6㎏
主梁联系梁自重：G
联
＝99２.４㎏
电气设备自重：G
电
=2800㎏
小车自重：G
小车
=２２0８０㎏
P
1=
21
II
K（G
梁
+ G栏+ G联）式中：KⅡ—起重机通过钢轨接缝或不平道路时的冲
=
21
1.1（２４７51+35４7.６＋９９2．4)
击系数(冲击系数只与起重机自重相乘）=１5
３4.３ 节点kg K Ⅱ=1.1
(6）
小车工作轮压（动载）计算:
P 2=
4
Q
G K II II ϕ+小 式中:Ⅱϕ—第二类载荷的动力系数。

（动力系数II ϕ,只与
=
4
75000
1.1220801.1⨯+⨯ 额定起重量相乘,而起重机自重不需要乘动力
系数）
=2６6９7 轮
kg
Ｑ—额定起重量， Q ＝750０0
㎏
Ⅱϕ＝1.1
三、 惯性载荷计算 （沿大车运行轨道方向)
(一）、大车起、制动时,沿大车轨道运行方向的每片主梁、栏杆、联系梁自
重产生的惯性力计算
F 梁架=
g
G G G 联
栏梁++×
制
大t V 式中:V 大—大车运行速度 V 大= 0.57s m
＝
8.94.9926.354724751++×7
57
.0 t 制—大车制动时间
ｔ制＝７ｓ
=２43.４㎏ g = 9.8 2
s m
节点载荷:
P
3=
21
梁架
F
＝
21
4.
243＝11.６
节点
kg
(二）、大车起、制动时，电气设备自重产生的惯性力计算
Ｆ
电=
g
G
电×
制
大
t
V
=
8.9
2800×
7
57
.0=２3.3㎏
(三）、大车起、制动时,小车和货载自重产生的惯性力计算
Ｆ
小车、货＝
g
G
Q
小
+
×
制
大
t
V
=
8.9
22080
75000+×
7
57
.0=8０6.6㎏（7)
小车车轮侧压力为：P
4
Ｐ
4＝
2
小车、货
F
=
2
6.
806=403.3
轮
kg
水平桁架分布载荷P
7
的计算
Ｐ
7＝P
3
+Ｐ
5
=11.6+1２７=13８.6
节点
kg
水平桁架移动载荷Ｐ
8
的计算
Ｐ
8＝P
4
+P
6
=4０3.3+9６5．8 =1369.1
轮
kg
（四)、小车起、制动惯性力（垂直大车运行轨道方向）的计算
1、小车起、制动时,小车自重和载重之和惯性力F'
小车、货
的计算
Ｆ'
小车、货=
7
1（Q+Ｇ
小车
)×
n
n
制
式中:ｎ
制
—小车制动轮数n制=2
＝
7
1(750０0+22080)×
4
2n—小车车轮数
ｎ＝4
=6９34.3㎏
2、作用在斜桁架上节点分布载荷P
12
的计算
Ｐ12=
︒⨯++++5.39cos 21777
4.9926.21833.12071482 式中:1４82—水平桁架自重之半
＝409．7 节点
kg 1２07.３—花纹板自重
２１８3.6—栏杆自重(不包括:梯子、平台)
992.４—联系梁自重 777—斜桁架自重 tg α=85
.1523
.1=0.８２34 α=39.５° cos ３９.5°＝０.772
(8）
根据以上计算，将以上计算载荷汇总如下：
P 1=15３4.３ 节点kg (主梁自重分布载荷） P 2=26697 轮
kg
（75／20t 小车和货载的工作轮压)
P 3=11.6 节点kg (大车起、制动时，主梁、栏杆、联系梁自重之和
惯性力）
P 4=4０3.3 轮
kg
（大车起、制动时,７５/20t 小车和货载自重的惯性力)
Ｐ5=12７ 节点kg （沿大车轨道方向,主梁的风载)
P 6=965.８ 轮
kg
（沿大车轨道方向,７5／20ｔ小车和货载的风载)
Ｐ7=138.6 节点kg (沿大车轨道方向,主梁惯性力和风载)
P
8=13６9.１
轮
kg(
沿大车轨道方向，小车自重、载重之和的惯性力及其风载之和）
P
9＝１67
节点
kg(电缆拖车自重分布载荷）计算见后面
P
10
=1４８1.5
片
kg(
作用在一个支腿上的马鞍自重) 其一半重量分
布在支腿的三个节点上。

P
11
=1720 ㎏（梯子平台自重) 作用在支腿附近的主桁架二节点上
P
12=４09.7
节点
kg
（斜桁架上自重分布载荷)
F'
小车、货
＝６93４.3㎏(垂直大车轨道方向,小车自重、载重之和制动惯性力）
（9）
四、各桁架简图及内力图: (见图2～图19）
(1０）
（11）
（12)
（13）
(１4)
(1５)
（16）
(17)
（１8）
第三章
主梁的设计计算
一、四桁架主梁的结构
主要由：主桁架、付桁架、上、下水平桁架、斜桁架等构成，
主要材料为工字钢、槽钢、Q235B钢板等。

用高
强
螺栓与支腿、马鞍梁相连接。

二、主梁截面尺寸
（见图2０所示）
(19）
三、主梁的计算
四桁架式主梁是多次超静定空间桁架结构,可以把它分解成
平面桁架进行分析、计算。

(见图21、22、２3、24)
(20)
（2１）(一)、固定载荷
主桁架：自重、走台和水平桁架重量的一半,主梁联系架重
量的1/4。

付桁架:自重、走台和水平桁架重量的一半，主梁联系架重
量的１／４和三个带工具人员的重量以及小车可拆换
零部件的重量。

(二）、移动载荷
移动载荷对各片桁架的作用(见图25）
（2２)
小车运行时:
Ｑ1＝Q+P 1
Ｑ2=P 2-Q 式中：Q=212I I I +.2
2
1αλ
αλ+ Q 3＝－Q 4＝Ｈ P —小车轮压 P =
4
Q G +小（不计动力系数和冲击系
数 )
H=αλ
Q
P 1=
2
11
I I I +.Ｐ α=4321I I I I ••·)
()
(2143I I I I ++ P 2=P-P 1
λ=h
b b 、h —桁架主梁的宽度与高度
I 1、I 2、Ｉ3、Ｉ4—桁架的折
算惯性矩
小车不动时: Q '1=Ｐ－Q '2 式中:ｋ2＝
21I I k 4=4
1I I
Ｑ'2=
2
421λK K P
++ 重心坐标：x=
2
11
I I I +·ｂ Q '
3=０ 、 Q '4=-λ·Ｑ'2 y=
4
33I I I +·h
主桁架惯性矩 :
Ｉ1=2
212
1)
(A A h
A A +⨯⨯μ 式中:A 1、Ａ2—主桁架的上、下弦杆截面积
=)
9.1569.156(3.11859.1569.1562
+⨯⨯ A 1=Ａ2=２×６7.25+22.４
=156.9㎝2
=２0．6５×1０
5
㎝4 ｈ—主桁架的计算高度
ｈ=1８5㎝
(23）
付桁架惯性矩： μ—系数 （四桁架取 μ=1．3）
I 2=８.８5×105㎝4
A 3=A 4=67．2５ ㎝2
水平桁架惯性矩:
ｂ—主桁架的计算宽度
b=１4０.７㎝
I 3=I 4=2．3８×1０5㎝4 Ａ上=Ａ下=２×15.692=31.3８4
㎝2
α=38.238.285.865.20⨯⨯×85
.865.2038
.238.2++=5.21
λ =
185
7
.140=0.76 Q =85.865.2085
.8+×2
276
.021.5176.021.5⨯+⨯ ＝0.22５ t
P=4
75000
22080+＝２4２7０㎏＝２4.２7 t
H=76
.021.5225
.0⨯=0.０57 t
Ｐ1=85
.865.2065
.20+×2４.27=16．９89 t
P 2＝2４.２７-16.９89＝７.281 t
x ＝85
.865.2065
.20+×140.7=９8.5㎝
y=
38
.238.238
.2+×１85=９2.5 ㎝
（２４）
小车运行时:
Q 1＝0．225+16.989=１7.2１4 t Q 2=7.28１-0．225＝７.056 t
Q 3=－Ｑ4＝H ＝０．05７ t 小车不动时: k 2=85.865.20=2.33 k 4=38
.265
.20=8.６８
Q '2=2
76
.068.833.2127
.24⨯++=2.909 ｔ Q '1=24.27－2．９09＝2１.361 t
Q '
3＝0
Q '4=-0.7６×2.909＝－2.２11 t
经过上述分析,可知各弦杆的最不利工况是：对主桁架上弦杆和付 桁架下弦杆应取小车不动的工况;对于主桁架下弦杆和付桁架上弦杆则 应取小车运行的工况。

实践表明,四桁架式主梁中主桁架上弦杆和付桁架下弦杆较易破坏, 而主桁架下弦杆和付桁架上弦杆破坏较少。

各片桁架最不利工况时的载荷位置取小车位于跨中和悬臂极限两个位置。

（三）、主桁架上弦杆的设计计算
主桁架上弦杆受力比较复杂，它承受的内力为：
1、由固定载荷引起的内力N ｐ；
2、由移动载荷引起的内力No;
（25)
3、由移动载荷引起的局部弯矩M 节中x 、M 节点x ;
４、小车运行制动载荷引起的内力Ｎ小H (小车不动的工况Ｎ小H =0); ５、大车运行制动时q 大H 引起的内力N 大H (计算水平桁架时得到）; 6、大车运行制动时,移动载荷Ｑ小的水平惯性载荷引起的内力
N 水Q (计算水平桁架时得到);
7、大车运行制动时，移动载荷引起的局部弯矩M 节中y 、Ｍ节点y (计算水平桁架时得到);
8、工作状态风载荷引起的杆件内力N w （计算水平桁架时得到)；
(四)、内力计算
由于主桁架，水平桁架的跨中节间为交叉腹杆，是一次超静定
桁架，按力法求解如下: 解内力典型方程式:x 1δ11＋ p 1=0
δ11＝∑θ
i
i b EF l
N N 00
p
1=∑
-θ
i
i
b p EF l N N 10
桁架中各杆轴力（内力） 式中：N 0—单位力
←
x =1产生的各杆轴力
Ｎ=N p +x 1N 0 Ｎp —荷重Ｐ产生的各杆轴力
l b —各杆长度
Ｆi —各杆截面面积 Ｅ—桁架杆件的弹性摸量
由于计算内力图较多,下面仅选垂直、水平桁架中间节间内力,计算各
一示例,其余均将计算结果直接填入图中（见图26、２７及表1～2)。

(26)
(1)、跨中受动载中间节间内力计算 (见图2６) x 1=-66
.27)
688.0(-＝0．0２5P 2 （2）、水平桁架分布载荷中间节间内力计算 [见图15-（１)] 和(图2７）
x
1
=-
11
δip
=-
605
.27)
128.7(-=0.2５8 ｔ= 258 ㎏
(27）
（28)四、主梁的强度计算
（一)、载荷组合、许用应力和计算方法
1、载荷组合
组合甲:计算正常工作时的情况;即考虑静载荷、移动载荷
（包括动力系数)及工作状态下的风载荷.
组合乙:(1）、计算除组合甲中所考虑的载荷外,还考虑由于
大车或小车起、制动时,所产生的水平惯性载荷。

(2）、非工作时情况。

即考虑静载荷(不计动力系数)及
非工作状态下的风载荷。

2、许用应力
对于所用材料为Q235B时:
组合甲[σ]
1=1６00
2
cm
kg
组合乙[σ]
2=1８00
2
cm
kg
3、计算方法
作用于主梁各桁架的载荷分析为：
甲、主桁架作用载荷
它由固定载荷,移动载荷，小车起、制动引起的纵向水平载荷
和主桁架承受的轮压引起的局部弯矩组成。

其中,固定载荷包括
主梁自重、梯子平台重量和马鞍自重之半(因马鞍与主梁连接处
的断面为四桁架结构）。

移动载荷包括小车自重，货载和电缆拖车
自重等。

(29)
乙、水平桁架载荷
它包括风载荷,大车起、制动的惯性载荷和斜桁架垂直载荷在
水平方向的分力。

丙、斜桁架上的载荷
斜桁架自重，水平桁架自重之半和栏杆自重总和在斜桁架平面内的分力。

(二)、主桁架强度、刚度及稳定性验算
图28
１、载荷组合甲
（1）、上弦杆(双３0b工字钢.夹立筋）
甲、上弦杆截面性质计算(不计入小车轨道，因其未焊在主
梁上),（见图28)
（30）
截面积：F=2×67．２54+22．4=156.9㎝2
Z 0=
4
.22254.672)
158.028()2.7254.67(2+⨯⨯⨯+⨯=8.31㎝
X —Ｘ轴的截面惯性矩: Ｉx =２Ｉx 1＋I x 2 其中： Ｉx 1=
121×25．6×1．4４3＋25.６×1.44×152+12
1
×１.1
×27.123+2７.１2×１.１×6．６92=
１.1４６×1０4 ㎝4 =2×1.146×１０4
＋0．６69×104
I X 2=
12
1×0.8×303
+30×0.8×14.282 =2.96１×104㎝4 =0.6６9×104㎝4 Ｙ—Y 轴的截面惯性矩:
Ｉy =2I y 1+I y 2 其中：I y 1＝
121×1．44×25.63
+12
1×27.12×１．13
=0.２016×１04
㎝4
=2×０.２０2×104
＋1．1９5×1０4 I y 2=
12
1×2８×０．83
=1.599×10
4
㎝4 =1.１9５×104㎝4
W 上=0Z I X =31.810961.24
⨯=356３.2㎝3
W 下=0Z h I x -=31
.83010961.24
-⨯=13６5.1㎝3
W y =26.25y I =8
.1210599.14
⨯＝124９.2㎝3
i x =F I x ＝9
.15610961.24
⨯=１3.７４㎝
i y ＝
F
I
y=
9.
156
10
599
.14
⨯=10.１㎝
乙、上弦杆强度、刚度及稳定性验算杆件ｅ—f(悬臂受载)
（31)
N+
m ax =6.36４P
2
＋9．2１6Ｐ
1
＋11.26Ｐ
5
+7.78Ｐ
6
＋0.２５8
=6.3６４×26.6９7＋9.21６×1.5３4３+１１.26×0.1２7 ＋7．７8×０．9６５8+0.258
=1９3.2417t=1９3２41.7㎏
强度验算:
σ
m ax =
F N+
m ax
σ
m ax =
9.
156
7.
193241=1231.6＜[σ］
1
=160０
2
cm
kg
杆件ｋ—l(跨中受载)
N-
m ax =-4.411Ｐ
2
-4.257P
1
-5.806Ｐ
5
－5.78Ｐ
6
-０.５51
=-4.４11×26.697－4.２57×1．5３４3-５.806×０．127 -５.78×０.96５8－0.551
=-1３1.1627ｔ=－1３1162.7㎏
集中轮压引起的局部弯矩，对跨中节间可按下面近似公式计算
M
x ＝
6
1P
2
l 式中：l=200 cｍ
=
6
1×26６97×200
=8８９90０㎏·㎝
Ｍ
y =
6
1P
6
ｌ=
6
1×９65．8×20０
＝3２1９３.3 ㎏·㎝
验算：σ=F N -
m ax
+x x W M ＋y
y W M
=-9.1567.131162-2.3563889900-2
.12493
.32193 ＝-111１．5<［σ]1=1600
2
cm kg
（3２)
稳定性验算:
σ=F N ϕ-
m
ax +x x W M +y
y W M 式中：查表得ϕ=０.9
=-
9.1569.07.131162⨯-2.3563889900-2
.12493
.32193
=－120４.4＜[σ］1=１60０ 2
cm kg
刚度验算:
λy =
y i l =1
.10200＝1９.8<[λ］=12０ 式中:l =200 c ｍ m Y =
-
max
N W F
M y y =
7
.1311622.12499
.1563.32193⨯⨯=0．０3１
σ＝F N BH ϕ-
max
+x
x W M 式中:查表得ϕ
BH
=0．7
＝-
9.1567.07.131162⨯-2
.3563889900
=－1444<[σ］1＝1６０0 2
cm kg
（２)、下弦杆与上弦杆相同(计算略) (３）、直杆强度、刚度及稳定性验算
甲、直杆采用槽钢[12，对扣焊接,节点板厚δ=10㎜。

其截面性质为:
Ｆ=2×15.36２=30.７24㎝2
Ｉx ＝６92㎝4 I y =74.8㎝4 ｉx ＝4.75㎝ i y =１.56㎝ Ｗx ＝11５.4㎝3 Ｗy =20.4㎝3
乙、直杆强度、刚度及稳定性验算(悬臂受载)计算式同上 (３3）
N=P 2＋P 1=-２６.697-１.5343=-2８．2３13t ＝－２８23１．3㎏
σ=F N =-724
.303.28231＝-91８.9＜［σ]1=1600 2cm kg
λ=
x i l =75
.4200
＝４2.１＜[λ]＝15０ 式中:查表得ϕ＝０．7 ．
l =2０0 ｃm σ=
F N ϕ=－724
.307.03.28231⨯=-1332．２<[σ]1＝１60０ 2cm kg
考虑电缆拖车作用时 N = P 1+P 2＋P 9
=-１.5３43-２6.6９7-０.1６７=-28.３9８3ｔ＝2８３98.3㎏
M m ax =２71２ ㎏·㎝ (计算见后) m=
x NW MF ＝4.1153.28398724
.302712⨯⨯=0.０25 σ=
F
N
BH ϕ=-
724
.3067.03
.28398⨯ 式中：查表得ϕ
BH
=０.67
＝-１400＜[σ］1=1６00 2
cm kg
对于弯矩作用平面外稳定计算
λ=
y i l ＝56
.1215=137.８＜[λ]=150 式中: ｌ=21５ c ｍ 按σ=F
C N y ϕ 式中:查表得ϕ
y
＝0.78 C=0.８5
=
724
.3078.085.03
.28398⨯⨯-
=－14１4.８＜[σ]1=1６00 2
cm kg
(4)、斜杆采用槽钢[10，交叉焊接。

节点板厚δ=１0㎜。

斜杆与直杆计算方法相同 （略）
（３４）
2、 载荷组合 乙
第一种:计算大车或小车起、制动时的情况，考虑静载荷、移动 载荷（包括动力系数），惯性载荷及工作状态下的风载荷。

对于主桁架，仅上弦杆须另行验算。

（1）、上弦杆ｅ—f(悬臂受载）
N ＝6．３6３P 2+9.216P 1+0．285+１1.２6P 7+7.778Ｐ8+１.07 =6.36３×26.６９7＋9.21６×1．5343＋0.2８5＋11.26×0．1386
＋7．７7８×1．3691＋1.07 =20４.866t ＝20４866㎏ σ=
F N =9
.156204866
=1305.7＜[σ］2=１８0０ 2cm kg
(2)、上弦杆ｋ—ｌ（跨中受载)
Ｎ＝-4.411P 2-4．2５7P 1-0.551－5.806P 7-5.78Ｐ8-１.９８2 =-4.411×2６.6９7-４．２57×１.53４３-0.55１-5.806
×0.1３86
-5.78×1．369１－1.9８２ =-１35.543t=135543㎏ 局部弯曲计算:
Ｍx =6
1Ｐ2l 式中：l =２00 cm =6
1×26697×２00 =8８990０ ㎏·㎝ M y =61P 8l ＝6
1×1３6９.1×2００ =４5636.７ ㎏·㎝
(35)
σ＝-F N -x x
W M －y
y W M
=-
9.156135543-2.3563889900－2
.12497
.45636
=-1150．2＜[σ]2 =1８00 2
cm kg
λy ＝
y i l =1
.10200=19.8＜［λ]=120 式中:l ＝200 cm σ=-F N ϕ-x x W M -y
y
W M 式中：查表得ϕ＝０．9
=-
9.1569.0135543⨯-2.3563889900-2
.12497
.45636
＝-1214<［σ]2 =18００ 2
cm kg
m y =
N
W F M y y =
135543
2.12499
.1567.45636⨯⨯＝0.０42
σ=
F
N
BH ϕ+
x
x
W M 式中:查表得ϕBH
=0.8
=
9.1568.0135543⨯+2
.3563889900
=１329.6＜[σ］2 ＝180０ 2cm kg
载荷组合乙第二种情况,由于计算值较小，故不予计算。

3、由于电缆拖车自重载荷作用，验算主桁架如下杆件
电缆拖车自重为1３20㎏,全长为1９ｍ．其车轮布置如下(见图２9)
电缆拖车车轮布置图2９
(36)
车轮数：n=7，则平均轮压Ｐ'
电为:
P '
电=
7
1320
=１8８．6 轮kg
考虑动力系数ψ电=1.1 则:
P 电=ψ电×P '
电=1.1×１88．6=207.5 轮
kg
电缆拖车相应于主梁的节点载荷如下:
P '9＝
4
.172
1320⨯=151．7 节点kg P 9=ψ电×P '
9=１．1×１51.7=167 节点kg
下面验算杆件
电缆拖车支架ＢＥ、ＥC 杆件均采用Ｌ5０×５0×６角钢 （1)、杆件Ａ—D （即主桁架中ｈ—８）验算：(见图30）
图30 (3７)
N＝Ｐ
1+P
2
＋P
电
=1．534３+2６.697+０.2075＝28．４３88t
M
m ax =0.０91P
电
×1.４3６=0.027１2t·ｍ=271２㎏·㎝
杆件A—D(h－8)采用2×[12槽钢F=2×15.3６2=30.724㎝2
i
x ＝4.75㎝i
y
=1.5６㎝ W
X
= 11５.4㎝3
λ
x =
75
.4
215＝4５.３
λ
y ＝
56
.1
215＝137.８＜[λ]＝1５0l＝２１５cｍ
弯矩平面内的验算
m ＝X NW MF ＝4.1158.28438724
.302712⨯⨯=0.025 σ＝
F
N
BH ϕ＝-
724
.3067.08
.28438⨯ 式中:查表得ϕ
BH
=0.67
=1381.5＜[σ]1=1600 2
cm kg
（2）、杆件E —C 验算 采用Ｌ50×50×6角钢 Ｆ=５．69 ㎝2
ｉy =0.97 ㎝ ｌ=37×2 =５2.3 cm λy =
y i l =97
.03
.52=54＜［λ］＝200 N=０.763P 电=0.763×2０７.５＝１58．3 ㎏ 式中：查表得
ϕy =0.85４
σ＝
F N y ϕ＝69
.5854.03
.158⨯ ＝32．6<［σ］1＝1600 2cm kg
（3８)
（３)、杆件E —B 验算 采用L50×５0×6角钢
M=０.46P 电×4.5=0.46×２０7．５×４.５=429.5㎏·㎝ Ｎ=0.54P 电＝0.54×207．5=11２.0５ ㎏ W x =54
.31
.13=3.7 σ=
F N ＋X W M =69.505.112+7
.35.429 =１3５.８＜［σ]1=1600 2cm kg
(三）、水平桁架强度、刚度和稳定性计算
1、主桁架中的上弦杆已验算过，下面仅验算另一弦杆。

(１）、组合乙
甲、杆件错误!—错误! 采用30b 工字钢
Ｆ=6７.2５4㎝2
i x =1１.8㎝ ｌ=１４0 cm N=－（６.819Ｐ'7+5．56P 8) P '7＝P 7＋
21
)7774.99221843.12071482(α
tg ++++
=１3８．6＋23５．３ 式中:1482—水平桁架自重之半
＝37３.9 ㎏ １207.3—花纹板自重
N=-(6．８１9×373．9＋5.56×13６9．1) ２1８4—栏杆自重（不包括:梯子、
平台)
=－10１62
㎏
９9２.４—联系梁自重
7７7—斜桁架自重 ｔg α=15
.26
.1＝0.74４
（３９）
σ＝
F N =254
.6710162-=-151.1＜[σ]2 =1800 2cm kg
λ=x
i l ＝
8
.11150
＝12.7＜[λ]＝１50 式中:查表得ϕx =0.57 ． l ＝15０ c ｍ
σ=
F N x ϕ=57
.01
.151=2６5.1<[σ］2 =1800 2cm kg
乙、杆件错误!—错误! 验算 N=4.７5１P 8+４.９5４P '7
=4.7５1×１36９.1＋4.954×373．9 ＝835６．9㎏
σ=
F N =254
.679.8356＝1２4．3<［σ］2 =1800 2cm kg
2、水平桁架斜杆验算
(1)、杆件＼o ＼ac （○，６)—ｅ 采用[12槽钢
F ＝15.3６２㎝2 i x =4.75 l ＝212．6 ｃｍ
N=－5.9８P '7-２.９9P 8=－5.98×３73．9-2.99×1369．1 =-6３２9.5㎏ σ=
F N =－362
.155.6329=-41２<[σ]2 =1800 2cm kg
λ＝x
i l
＝75
.46
.212＝44.8<［λ］＝2０0 σ=
F N x ϕ=7
.0412
-=-588．6<[σ]2 =18０0 2cm kg
（2）、杆件g —错误!验算
当小车中心停在柔性腿中间时，则R 柔=2P 8
N=－2.９9P 8-７.4７4P '7＝-２.９9×1369.1-7.474×37３.９ =-６888.２㎏
（40）
σ＝
F N ＝362
.152.6888-＝-44８.4<[σ]2 ＝18０0 2cm kg
λ=x
i l
=
75
.46
.212=4４.8＜[λ]＝２０0 σ=
F N x ϕ=7
.04
.448-=-６４0.６＜［σ］2 =180０ 2cm kg
3、水平桁架直杆验算 采用2×［1２槽钢
F=2×1５．362＝3０.724㎝2
i x =4．７５㎝ l =16０ c ｍ N=P '7＋P 8=－37３．9-136９.1＝-17４3㎏ σ=
F N =724
.301743-=-56.7<［σ]2 =1８00 2cm kg
λ＝x
i l
=
75
.4160
=33.7＜[λ]=200 σ=
F N x ϕ=46
.07
.56=123.3＜[σ］2 ＝1800 2cm kg 式中：查表得
ϕx =0.46
由于组合乙计算值较小，故载荷组合甲和载荷组合乙的第二种工况
均不必另行验算。

(四)、斜桁架杆件验算
由于弦杆已在主桁架和水平桁架中验算过,下面仅验算斜杆 1、 斜杆错误!—６验算 采用[10槽钢 F=12．748㎝2
i x =3．95㎝ ｌ=3０6 ｃm (41）
N ＝－6.０7５Ｐ12=-6.０７5×４09.7＝－２489㎏
σ=
F N ＝748
.122489
-=-195.3<[σ］1＝１６00 2cm kg
λ=x
i l
＝
95
.3306
=77.5＜[λ]=200
σ=
F N x ϕ=23
.03.195-＝-８49.1 <[σ］1=1600 2cm kg 式中:查表得ϕx =0.23
五、 主梁静刚度、上拱和动刚度计算 （一）、主梁静刚度计算
四桁架式主梁的总体刚度,用动载荷作用下主桁架跨中和悬臂端的 弹性变形（称静挠度)来衡量。

主桁架在小车轮压(不考虑动力系数和冲击系数）作用下,(即小车 位于跨中或悬臂端）引起的挠度可按莫尔公式计算；对于校核性计算, 可用下面的公式计算。

计算时将主桁架及和主桁架位于同一平面的支 腿,都转换成实体结构,然后按箱形龙门起重机相类似的刚度计算公 式计算挠度。

（1）、小车位于跨中,主桁架跨中的挠度为:
f 中=折EI L P 48232(12
838++k k ) L f 中≤[f]中=7001
(2)、小车位于悬臂端，主梁悬臂的挠度为：
f 端=折
EI l P 322（ｌ＋12838++k k Ｌ） l f 悬≤[f ］悬=3001
式中：P 2—小车轮压 P 2＝
4
75000
22080+=２42７0㎏ （不计动力系数和
冲击系数 )
(42）
L —跨度 L ＝2700㎝
l —有效悬臂长度 l ＝６０0㎝
ｋ—系数. k=
腿折
折I I .
L
H
2μ
I 腿折=
1
212μh A 肢 其中:H-支腿的投影高度 Ｈ＝９1９.8㎝
＝3
.12330316.212
⨯⨯ μ2—变截面支腿的计算长度折算系数
μ2=1
=８.9３×１05㎝4 I 折—将主桁架视为实体梁时，梁的折算惯性矩
I 折=Ｉ1＝２０.65×105㎝4 k=
腿折
折I I .
L
H
2μ I 腿折—将桁架支腿视为实体构件时，支腿的折算惯性矩。

=
93.865.20×2700
8.9191⨯ 由于支腿和主桁架连接的两个肢截面积相等，I 腿折
可
=0.79 用下式计算:I 腿折=
1
212μh A 肢
这里:A 肢—桁架支腿和主桁架连接的一个肢的截面积 A 肢＝21.３16㎝2
ｈ1—支腿和主桁架连接处,两个肢之间的距离。

h 1=33０㎝
μ1—系数.
查表得：μ1＝1．3
f 中=折EI L P 4832(12
83
8++k k )
＝5631065.20101.248270024270⨯⨯⨯⨯⨯×(12
79.083
79.08+⨯+⨯）
＝１．１7 ㎝
L
f 中=
270017.1=23081＜［f]中=700
1
（43）
f 端=折
EI l P 322(ｌ+12838++k k L ）
=5
621065.20101.2360024270⨯⨯⨯⨯⨯×(６０0+12
7.083
7.08+⨯+⨯×2700) ＝1．２7 ㎝
l f 悬＝60027.1＝4721<[f]悬=300
1 （二）、主梁上拱度计算方法及计算值 1、计算方法 根据规范规定： 跨中上拱度, f 梁中＝1000
L
悬臂上拱度, f 梁悬=
500
L Ｌ0—悬臂总长度 跨中各节点的上拱值按下式计算
f 拱中=ｆ梁中[1－22
4L
x ］
悬臂端各节点的上拱值按下式计算
f 拱悬=f 梁悬（
L x ) 跨中自重挠度计算
ｆ中自重=∑-n
i i i EF l
N N 1
01(Ｐ1) Ｐ1=24栏
梁G G +
悬臂距支腿轴线6m 处自重挠度计算
f 悬自重＝∑-n
i i i i EF l
N N 1
'0'(P 1)。