施工升降机设计计算书

1.67
70
1.75
62.39 70.50 82.35 91.09 97.95 104.19 109.18
3
80
1.83
114.17
90
1.90
118.54
100
1.96
122.28
110
2.02
126.03
120
2.08
129.77
130
2.13
132.89
140
2.18
136.01
150
2.23
工况 2 和工况 3。
1.4.3 计算典型工况下结构承受的弯矩
工况 1：结构端部弯矩； M OX M OY 0
横向载荷引起的弯矩；
M HX
0； M HY
1 2
qⅡf
h2
工况 2： MoX 0.325 PQ =1202.5kg.m
MoY 0.88 PQ =0.88×3700=3256 kg.m
工况Ⅷ： 两侧吊笼满载停于空中；
N8 =
PQ1
+
PQ2
+
h·q
' x
=3700+3700+106.3×150=23345kg
工况Ⅸ：两侧吊笼停于地面；
6
N
9
=
h·q
' x
=15945kg
工况Ⅹ：安装时，双笼同时动作，其中上升时受力大；
N10 =（ Q01 + Q02 ） + h·qx' =1700×2×1.145+106.3×150=19838kg（应为 1.245）
1.245）
1.4.Fra Baidu bibliotek 确定计算工况
在以上工况轴向力计算中，假定的都是可能出现的各种工况。综合计算结果
相比较，工况Ⅰ受力最大，需校核强度和刚度；工况Ⅶ受倾翻力矩较大，即所受
弯矩较大；工况Ⅸ的非工态承受最大风载荷，也需校核。所以选上述三种典型工
况作为本机的计算工况，校核整体稳定性和结构强度，并将其分别定义为工况 1、
13
接头
4 Q235A 0.21 0.84
14 M16×70
螺钉
6
Q235A 0.11 0.66
15 M16
螺母
6
Q235A 0.02 0.12
总计
137.1
考虑到焊缝及安装用紧固件的重量，取每个标准节的计算自重为 140kg。
1.2.2 结构（自重）线载荷
qx
q l
140 1.508
92.84
kg
工况Ⅳ：一侧吊笼满载上升，另一侧停止； N4 PQ1 PQ2 qx' h =3700 × （ 1+1.145 ） +106.3 × 150=24251.5kg （ 应 为
1.245）
工况Ⅴ：一侧吊笼满载下降，另一侧停止（空中）； N5 PQ1 （2- ）+ PQ2 h·qx' =3700(2-1.145)+3700+150×106.3=22808.5kg（应
1.3.1 单肢杆特性 引用材料力学[12]公式计算
1.3.1.1 主弦杆
截面积：
A1
4
(D2
d
2
)
4
(7.62
6.852
)
8.51cm2
惯性矩：
I1
A1 16
(D2
d
2
)
8.51 16
(7.62
6.852
)
55.68cm4
惯性半径： r1
I1 A1
55.68 2.55cm 8.51
长细比： 1
1.4 工况确定
1.4.1 可能存在的工况 考虑到施工升降机的各种工作状况，共列出 12 种工况。加入动载系数 ，
分别计算各工况的轴向极限载荷 N 值（均取满载值）。
工况Ⅰ：双笼同时满载启动上升； N1 [PQ1 PQ2 ] q'xh = （3700+3700 ）×1.145+106.3 ×150=24418kg （应为
（0.04 改为 0.075）
式中：f:滚轮与主弦杆间摩擦系数，取 0.075;
η:轴承摩擦系数，取 0.015;
d:滚轮轴径 d=30mm;
D:滚轮直径 D=88mm；
K0 :附加阻力系数，取 K0 =1.2. 因摩擦力 F=27.17kg 与导轨架整体受力相比较是很小的，故忽略。（不应忽略）
1.3 标准节截面几何特性及许用应力
139.13
本计算书取导轨架顶部的计算风压作为整机全高的定值风压。
1.2.4 结构的起升冲击载荷
结构起升冲击系数的确定：
由 GB/T10054-2005 得载荷冲击系数为 1.1+0.264v，
式中 v 为额定提升速度（m/s）。
1 0.264v 1 0.264 33 1.145 （应为 1.1+0.264v=1.245） 60
4
20
10.6
4 Q235A 2.75
42.4 11
3 φ26.8×2.75 斜腹杆Ⅰ
4 Q235A 1.26 5.04
4
短角钢
5 63×40×5 前后角钢
4 Q235A 0.3 2 Q235A 2.17
1.2 4.34
6
齿条
2 Q235A 23.8 47.6
7
齿条连接块
6 Q235A 0.2
0.12
最大风力线载荷按下式求得
qf
pw l
CKhq
A l
（ ？）
式中： Kh 风压系数 ；工作风压系数 Kh 1
风载荷 pw 的计算依据 GB3811-2008 pw Cp A ；由 GB3811-2008 表 15
得 p 250N / m2 25kg / m2 ，按照在沿海等地方选取。
工作状态风力线载荷
m
1.2.3 风载荷
由实际结构计算得出（一个标准节）实际迎风面积为： As 1.508 2 0.076 0.075 2 0.587 0.068 2 0.587 2 0.775 0.0268 0.438m2 （ 应 为 As=2(1.508 × 0.076+0.587 × 0.075+0.775 × 0.0268)+0.587 × 0.063+1.508×0.06=0.486m2）
8
连接弯板
9 75×50×5 角钢
8 Q235A 0.34 2.27 4 Q235A 2.82 11.28
10 φ26.8×2.75 斜腹杆Ⅱ 11 63×40×5 角钢
2 Q235A 1.37 2 Q235A 2.3
2.74 4.6
12 φ26.8×2.75 斜腹杆Ⅲ
2 Q235A 1.43 2.86
l1 r1
70 2.55
27.45
查表得稳定系数： =0.968
1.3.1.2 腹杆
截面积：
A2
4
(D2
d2)
4
(2.682
2.232 )
1.74cm2
（2.23
应为
2.13）
惯性矩：
I2
A2 16
(D2
d
2)
1.74 16
(2.682
2.232 )
1.32cm4
惯性半径： r2
I2 1.32 0.87cm A2 1.74
长细比 2
l2
r2
88.5 0.87
101.72
查表得稳定系数： =0.630
1.3.2 整体特性
截面积：A=4 A1=4×8.51=34.04 cm2 ；
惯性矩：
Ix
A( a )2 2
4I1
34.04 (65)2 2
4 55.68
36177.47cm4
；
5
惯性半径： r I 36177.47 32.6cm ；
桁架轮廓面积 Al ：
Al 1.508 0.65 0.98m2
结构迎风面充实率
AS
/
Al
0 .4 3 8 0 .9 8
0 . 4 5 ；(需改)
型钢桁架结构充实系数 0.3～0.6，取 0.5 ；（φ与 φ 应一致）
根据安装高度与结构形式确定风载体形系数 C ；
型钢构成平面桁架风力系数 C = 1.6～1.7，取 C = 1.6；
根据 GB3811-2008 表 19 确定的风压高度变化系数 Kh,计算得到导轨架各风
压段的计算风压线载荷值。
表 1-2 计算风压线载荷随导轨高度变化参数表
导轨架安装高度（m）
风压高度变化系数 Kh
计算风压线载荷 qⅡfx （kg/m）
≤10
1.0
20
1.13
30
1.32
40
1.46
50
1.57
60
2
标准节为两桁架并列的等高结构，则总迎风面积为： A = 1A1 2 A2 式中， A 1 1Al 1 （前片结构的迎风面积）
A 2 2 Al 2 （后片结构的迎风面积） μ1=1 μ2：按前片结构的φ1=0.5 和间隔比 a/b=1 确定折减系数μ2=0.5 代入上式，则总迎风面积为： A Al (1 2 ) 0.5 0.98 (1 0.5) 0.735m2 1.2.3.1 工作状态最大风力线载荷：
工况Ⅺ：安装时，一侧吊笼动作，另一侧停于地面；
N11 = Q01 + h·qx' =1700×1.145+106.3×150=17891.5kg（应为 1.245）
工况Ⅻ： 安装时，一侧吊笼动作，另一侧停于空中
N12 = Q01 + Q02 + h·qx' =1700 × 1.145+1700+106.3 × 150=19591.5 kg （ 应 为
M = 0； M = 0
HX
HY
工况 3： M OX
M OY
0 ； M HX
0； MHY
1 2
qⅡf
h2
1.5 导轨架结构整体稳定性校核
1.5.1 确定最大自由工作高度(第一附着支撑点的位置)
设最大自由工作高度为 h = 12m，自重作用于结构顶部。
标准节高：h = 1.508m；
起升速度：v = 33m/min
导轨架最大架设高度：H = 150m；
标准节主弦杆尺寸：φ76mm×4.5mm；
标准节主弦杆中心距：a×b = 650×650mm；
吊笼空间尺寸：3.0×1.5×2.27m；
工作吊笼数：N=2；
主电机额定功率：P = 3×11kW。
1.2 计算载荷
为 1.245）
工况Ⅵ：一侧吊笼满载下降，另一侧静止于地面；
N6 = PQ1 （2- ） h·qx' =3700(2-1.145) +106.3×150=19108.5kg（-φ？）
工况Ⅶ：一侧吊笼满载上升，另一侧静止于地面；
N7 = PQ1 + h·qx' =3700×1.145+106.3×150=20181.5kg（应为 1.245）
q f x
pw l
1.6*0.735*1* 25 /1.508 19.49（kg / m） （
？）
1.2.3.2 非工作状态风力线载荷：
根据 GB3811-2008 表 18 得Ⅲ 600 pⅢ 1000，单位N/ m2 ，
计算取 pⅢ 800N/ m2 ，由表 19 得 Kh=1，则：
qⅢfx CAKh pⅢ / l 1.6*0.735*1*80 / 1.508 62.39（Kg / m） （ ？）
1.245）
工况Ⅱ：双笼同时满载下降制动； N2 [PQ1 PQ2 ](2 2 ) qx' h =（3700+3700）（2-1.45）+106.3×150=22272kg
工况Ⅲ：一笼满载上升，一笼满载下降制动； N3 PQ1 PQ2 (2 ) qx' h =3700×1.145+3700×（2-1.145）+106.3×150 =23345kg（应为 1.245）
结构线载荷形成的冲击载荷：
q' q 1.145 92.84 106.3(kg / m)
x
x
1.2.5 吊笼滚轮在导轨架（主弦杆）上的摩擦力:
正常状态下，由于吊笼重心偏离滚轮，所以滚轮与导轨主弦杆间存在摩擦力；
当起升重物向外偏离吊笼中心线，达到外偏位置时，摩擦力最大。
在下图中： Q0 :吊笼自重（kg）； Q1 :额定载重量（kg）
A
34.04
抗弯模量： Wx
Wy
Ix y
36117 34.3
1052.97cm3
1.3.3 许用应力 Q235 材 料 的 许 用 应 力 为 s 2350 Kg / cm2 ， 取 安 全 系 数 n 1.5 （ 应 按
GB3811 P35 表 22 中的 B、C 两种组合分别取值），
按公式 s / n, 计算可得到： s / n 2350 /1.5 1566.67kg / cm2
SC200/200 型 施工升降机
设计计算书
1 导轨架（标准节）的设计与校核
1.1 主要性能参数及几何参数
标准节重量：140 kg；
吊笼重： Q0 1500kg；
最大吊杆起重量：q = 200kg；
每个吊笼的额定载重量为: Q1 Q2 2000kg； 提升高度： H ' 144m;
最大附着间距：L = 6m；
1.2.1 结构自重载荷
19
2 10
+ 0.1
1508 0
3 11
650¡ À0.1
4 5 12 6 13 7 8
650¡ À0.1
图 1-1 标准节结构图
1
表 1-1 标准节自重明细表
序号 材料规格
名称
单重 总重 数量 材料
（kg） （kg）
1 φ76×4.5
主弦杆
2 75×50×5 前（后）角钢
A PL
2400
950
Q0
B
Q1
1200
图 1-2 受力简图
对 A 或 B 点取矩求出 PL
PL
950Q0 1200Q1 2400
9501500 1200 2000 2400
1593.75kg
4
摩
擦
力
:
F
PL
2
f
d D
K0
1593.75
2 0.04 0.015 3 1.2 8.8
27.17kg