①設計計算主梁梁高
運行沖擊系數取φ4=1.24;起升沖擊系數取φ2=1.22;
截面腹板厚度初選:δ=δ1+δ2=28mm;δ1=16mm;δ2=12mm;
采用Q235B材料,許用應力[σ]=1.40×105kN/m2;采用Q345B材料,許用應力[σ]=2.30×105kN/m2;彈性模量E=2.1×108kN/m2;許用剛度初選β=700;腹板加勁板重量比腹板重量α=1/3;
走臺欄桿軌道機械電氣設備重量與主梁重量之比λ=0.2;材料比重γ=78.5kN/m3;
C1將小車輪壓轉化為跨中集中力時計算彎矩的換算系數C1≈1;
C2將小車輪壓轉化為跨中載荷計算撓度的換算系數
主梁采用Q235B材料,主梁梁高計算為:
[Q]
根據強度控制梁高的公式計算梁高,先求出K1
圓整取hq=3300mm。
強度為控制條件,采用Q235材料,工作級別為A5;為了減輕主梁重量,節約材料,主梁的材料改為Q345,其梁高計算為
剛度為控制條件。
圓整取hg=2750。
(3300-2750)/3100=17.7%
由上計算可知,對A5以下級別的起重機,當強度為控制條件時,改用Q345材料可以節約鋼材,減輕主梁的重量約5%~8%。
②初步確定主梁截面面積
取經濟梁高蓋板與腹板截面積之比?,不設走臺,把主梁兼做走臺;上蓋板δ3=24,下蓋板δ4=20。
上蓋板的截面積尺寸?
上蓋板的寬度
by=1400mm作為主腹板和副腹板之間的凈寬距離。
③確定大車主梁承壓梁的梁高
將主梁跨端的承壓梁上下蓋板、主副腹板加強,厚度全部等于24mm,采用Q235-B材料,根據主梁設計計算和用戶給定參數得以下數據。
φ2=1.22;φ4=1.24;GXC=580000N;Gq=1380000N;Q=3000000N;B1=2018mm;B2=1578mm;δ1=δ2=δ3=δ4=24mm;b0=1430mm;[τ]=80MPa;Ix=14.56×109mm4。
參考同類歐式大車主梁的承壓梁高,取h1=800mm,則Sx=19987614mm3(圖4-53)
④主梁的筋板布置
主梁采取全偏軌梁,對腹板,當160<2750/16=172時,按高腹板局部穩定性原則,多設置幾道縱向加勁桿,**道高度宜不大于500mm,其他道高度宜不大于800mm。**道設在距上蓋板500mm處,第二道設在距上蓋板1300mm處,第三道設在距上蓋板2100mm處(圖4-53)。
當上下蓋板較寬時,宜設置一道或多道縱向加勁桿。所劃分出來的區格寬度c不大于50δ。
b0=1400mm;δ3=24,δ4=20;b0/δ3=58>50,b0/δ4=70>50
在上下蓋板分別設置一道縱向加勁桿(圖4-53)。
⑤對主梁進行Ⅲ類載荷組合驗
兩腹板中心線間距b1=1400mm,主梁高度h0=2750mm;運行沖擊系數取φ4=1.24;起升沖擊系數取φ2=1.22;大車加減速a=0.1m/s2;額定起升量Q=3000000N;小車重量GXC=580000N;小車基距b=4400mm;小車跨距S=33500mm。大車半個橋架的重量Gq=565000N(主梁+走臺);
主梁走臺自重均布載荷:
均布載荷在跨中引起的*大彎矩:
作用于一根主梁上的載荷:
在設計小車時,得:a1=2300mm,a2=2100mm(圖4-54)。
主梁慣性矩:Ix=2.081×1011mm4;y1=1521mm;y2=1273mm;Iy=6.05×1010mm4;x1=820mm;x2=708mm;彈性模量E=2.1×108MPa。
小車輪壓:
圖4-54例2的小車輪壓分布圖(單位:mm)
a.主梁垂直靜撓
垂直剛度滿足設計要求。
b.垂直平面內的應力計算
集中力引起的跨中*大彎矩:
垂直方向主梁跨中截面正應力:
c、水平平面內的應力計算
均布慣性載荷:
均布慣性載荷跨中產生的*大彎矩:
小車對主梁的集中慣性載荷:
Pg=1.5(GXC+Q)×0.1×0.5×a=1.5×(58+300)×104×0.1×0.5×0.1=2.69×104N
集中慣性載荷引起的跨中*大彎矩:
水平方向主梁跨中截面正應力:
綜合應力:σ=1.15(σ1+σ2)=1.15(137.8+3.13)=162MPa≤230MPa
強度滿足設計要求,1.15是考慮主梁跨中的約束扭轉和約束彎曲的影響。
水平撓度:
水平剛度滿足設計要求。
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