龙门式起重机钢结构设计应注意的问题.doc

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龙门式起重机钢结构设计应注意的问题
起重机设计应严格执行“起重机设计规范”等有关的技术法规。我在多年起重机钢结构设计中经常要使用“钢结构设计规范”GBJ17-89。在使用中应注意:
?????1,许用应力按“起重机设计规范”选取。“起重机设计规范”的制定是按半概率分析,许用应力法而来的。“钢结构设计规范”的制定是按全概率分析。极限状态设计法,分项系数表达式而来的。两者是不同的。如:起重机2类载荷(最大使用载荷)的许用应力:180Mpa。“钢结构设计规范”强度设计值(第一组):215Mpa。不能用错!
????2,杆件的计算方法可用“钢结构设计规范”。因按全概率分析导出的公式,则结果与实际接近。
????3,起重机钢结构计算中按不同的起重机工作制度,按不同的载荷组合,按不同的静载分析外力,按动载的实际发生,查表确定动载系数。然后计算杆件的内力。而建筑钢结构则不同:应用分项系数表达式进行分析,如:静载乘以分项系数。恒载:1.2;动载:1.4来进行计算。两者的计算方法是不同的。
????所以在设计起重机钢结构时,一定要注意规范的合理使用,否则是有危险的!
在运输机械中,半挂车与全挂车钢结构也是同样。方法近似起重机设计。由于我国道路状况的原因。其设计中选用动载系数一般在:1.8-2.5。其疲劳系数一般为:1.2-1.4。挂车在土路上行走,车速:40公里/小时时。动载系数可达:3-4。
?????所以不同的钢结构,要注意其特点:挂车计算中:
?????1,动载大;
?????2,钢结构杆件应力集中现象十分显著。
?????3,低周疲劳现象明显。
????挂车钢结构的计算方法:
??????1,静应力值乘以动载系数小于许用应力值。
??????2,材料的屈服强度值与静应力值之比大于许用安全系数值。
在起重机钢结构设计中经常要在选用行架式还是格构式杆件上拿不定主意(外观基本一样)。我认为:
?????1,梁结构应选用行架式。其内部的各杆全部是二力杆。受力明确。上下弦杆按弯矩图规律分配。腹杆按剪力图规律分配。计算方法:节点法和截面法。对杆件的轴线相交要求严格。节点处的偏差最大3毫米。
?????2,立柱结构当弯矩较大(与轴向力比较)时,选用行架式。
?????3,立柱结构当轴向力较大(与弯矩比较)时,选用格构式。格构式对杆件的轴线相交无要求。制造容易。计算方法:整体虚轴长细比的计算,整体压弯杆的计算,腹杆最大剪力的确定(计算剪力与实际剪力进行比较),单杆件稳定性的计算,焊缝计算。
电动葫芦行架式龙门起重机主梁的计算方法:
???????现在有不少电动葫芦行架式龙门起重机主梁是正三角形。是由一片主行架和两片副行架组成。如何计算各杆件的内力?
???????1,应用刚度分配理论进行计算。一般主行架分配0.92-0.97的外载。其余由两片副行架承受。
???????主行架的分配系数:(腹杆截面不计)
??????K= E*A1/(E*A1+E*A2)
??????式中:E—钢的弹性模量,
???????????????A1-主行架上下弦杆的截面积。
???????????????A2-两片副行架上下弦杆的截面积。
??????上式化简:
??????K=A1/(A1+A2)
??????????????
???????2,对外载进行分配,再应用行架计算法分别对主,副行架计算。求出内力。
???????3,注意:有的杆件是共用杆,则应力叠加。
???????4,稳定性计算。
???????5,稳定性强度计算。
???????
?起重机钢结构技术问答
???我的一个同行朋友问我:
????1、对于A3钢,你的许用应力一般取多少。“起重机设计规范”2类载荷取240/1.33=180Mpa是否太大,我不敢取这么大。
????答:起重机设计规范”2类载荷取:180Mpa(N/mm^2)。是安全可靠的。放心用吧!
????2、对于A3,你用Q235-A,还是Q235-B,能否使用沸腾钢?
????答: Q235-A,和Q235-B,在一般情况都可以。沸腾钢(脱氧不完全的钢)的使用应在温度—20度以上使用。重要的杆件不能用沸腾钢。84年我曾在张家口设计了一台龙门吊。主杆件都是镇静钢。水平行架中的腹杆用的是沸腾钢。无问题。
????3、对于箱型主梁,其翼缘焊缝强度如何计算,翼缘纵向加劲肋如何设计?
?????答:对于箱型主梁,其翼缘焊缝强度的计算可分三部分:
????①,??翼缘板与腹板的焊缝:τ=(Q*s)/(I*(2*0.7*h))≤(τ)
????式中:Q—梁计算截面的剪力;N
????s—翼缘对中和轴的面积矩;(mm^3)
????I—梁的毛截面惯性矩;(mm^4)
????h—焊逢高;(mm)
????τ—剪应力(Mpa)或(N/mm^2)
????在工作中,我通过多次计算知翼缘板与腹板的焊缝:剪应力较小。以后一般我就不算了。我总结:当是工字梁时:焊逢高为腹板板厚的0.8倍(翼缘板板厚比腹板板厚要厚)。当是箱形梁时:焊逢高为腹板板厚的1.0倍(因是单面焊口)。
???②,翼缘板与翼缘板的焊缝:45度打坡口对接焊接。可不用计算。
???③,上翼缘板与内隔板的焊缝:断续焊。
???④,下翼缘板与内隔板的焊缝:不焊接。因为下翼缘板与内隔板要有5-10毫米的间隙。目的:下翼缘板得以充分的拉伸。
???⑤, 翼缘纵向加劲肋的设计是因为腹板的局部稳定性不够所采用的方法。见((钢结构设计规范))GBJ17-88。第三节局部稳定中第4.3.1条规定。
??4, 起重机箱形梁约束弯曲计算是怎么回事,
答:什么是约束弯曲?梁的翼缘板和腹板在弯曲时因板边互相嵌固,对截面变形有约束作用。同时在纤维之间存在不相同的剪应力和剪应变。使截面发生奇形变化。破坏了截面变形的平面假定。应力呈现非直线分布,这种现象称为约束弯曲。通常工字梁可不用计算约束弯曲。但箱形梁翼缘板较宽,应力变化差别大,应按约束弯曲计算。
约束弯曲应力:σ约=(0.1-0.12)*σ(经验公式)
式中:σ-箱形梁翼缘板中自由弯曲平均应力。
为了搞好起重机钢结构技术工作。我准备用较长的时间从以下几个专题进行重点简单的论述。向全国的同行介绍我多年的实践经验。
???一,5—15吨电动葫芦行架式龙门吊结构设计:
????1,大梁的设计;
????2,支腿的设计;
????3,台车梁的设计;
????4,驾驶室的设计;
????5,驾驶室支承平台的设计;
????6,检修台的设计;
????7,爬梯的设计;
????8,雨罩子的设计;
????9,大车行走滑线装置的的设计;
???10,小车行走滑线装置的的设计;
???11,轨道基础的设计;
???12,安全装置的设计。
????二,钢结构的制作技术
????
????1,大梁的制作技术;
????2,支腿的制作技术;
????3,台车梁的制作技术;
????4,驾驶室的制作技术;
????5,驾驶室支承平台的制作技术;
????6,检修台的制作技术;
????7,爬梯的制作技术;
????8,雨罩子的制作技术;
????9,大车行走滑线装置的的制作技术;
???10,小车行走滑线装置的的制作技术;
???11,轨道基础的施工技术;
???12,安全装置的制作技术。
???三,安装技术
????1,方案制定;
????2,