?o——上、下盖板厚度。
主梁受扭的影响。则按纯扭转计算,计算式为: 主腹板上 ?1?Mk325?216.3 =
2??12?196?30Mk325?312.0 =
2??22?196?36Mk325?416.0 =
2??o2?196?39副腹板上 ?2?盖板上 ?o?式中 MK——作用与主梁支承载面的扭矩; ?——主梁封闭载面的轮廓面积,??bh。
在主梁载面上,各种载荷在同一点引起的剪应力予叠加。
主梁扭转剪应力:对于单主梁箱形门式起重机,其主梁截面除承受自由弯曲应力外,还承受约束弯曲应力、约束扭转正应力(以增大15%的自由弯曲应力计入)和剪应力。此外。主梁截面还承受纯扭转剪应力,县验算如下: e?
2.1.4支腿危险载面的强度校核验算:
对于单主梁箱形结构门架的支腿应分别选取几个载面进行强度计算: 强度验算式为:
mttMmaxMmaxNmax????????
WyWxF?2?1??2?bo?0.6?90.7?38.87cm
0.8?0.6m式中 Mm a——门架平面,支腿验算载面的最大弯矩;xt Mm a——支腿平面,支腿验算载面的最大弯矩;xt Nm a——支腿平面,支腿验算载面的轴向力;x Wx、Wy——验算载面对x轴和y轴的载面模数; F——验算载面的面积。
根据静强度和疲劳强度条件计算截面需要的面积:
Aj?N?max?2000000?1108.43mm2 ????180.45 Aj?NImax??rt??1500000?20732.4mm2
72.35由计算结构知,杆件应根据疲劳强度条件确定截面积。杆件需要的最小截面积为20732.55mm2。
2.1.5下横梁的截面尺寸及几何特性强度验算:
将各种载荷作用在门架上引起的下横梁的弯矩叠加,然后按下式验算其强度,即弯曲应力:
???318?M??185? ????=
322Wx式中 ?M——作用在下横梁载面的总弯矩; Wx ——验算载面对x轴的载面模数。 主梁支腿抗弯刚度比:系数: K?式中 I2——主梁绕x轴惯性矩;
I1=Ix2?565398cm4——支腿折算惯性矩; h=9.8m,L?22m k?I2h32428??243.7 ?=
I1L12016I2h13287629.8????1 I1L565398222.1.6支腿与下横梁的内力校核计算:
由主梁均布自重产生的内力。有悬臂时的侧推力为:
2qj(L2?6L1)320(1202?6?3122) H?=?172.56
4?129(2?140?3)4h(2k?3)为了安全起见,现将有悬臂门架当作无悬臂门架计算,即
50.13?22002 H???12379.04N
4h(2k?3)4?980(2?1?3)弯矩Mc?MD??Hh??12379.04?980??12131459.2N?cm
qjL22.1.7支腿平面内的支腿内力计算:
由垂直载荷引起的支腿内力在垂直载荷pc作用下引起的支腿内力为支反力:
V?pc?l?(l1?a)?377562.28?7?(1.6?1.6)???204962.38N
l7pc(l1?a)377562.28(1.6?1.6)??1725.9N9 l7 V2?
2.1.8箱型梁的约束弯曲校核计算:
根据理论分析和实验验证,在薄壁箱型梁的角点上,最大约束弯曲正应力可近似取为:
????o(1??)
式中 ?o——自由弯曲正应力; ??1.75B——考虑约束弯曲而使应力增大的系数; L B——翼缘板宽度。
初选箱形截面腹板厚度?????2?6?6?12cm?0.012m
??C2?????2??A2???????L????3EGxc???????3????????C241??Q?????213??1.4?1000??21??1.4?105???0.012?28??8.82 ??8??(1.4?1.2?0.4)?1?33?3?2.1?10??????213
?A2 ?Q????1?B2???8.82???3?Q?16kN0,刚度是控制条件。 ???27kN??1?0.36??3
图 薄壁箱形梁约束弯曲时截面正应力分布
图 腹板受轮压局部挤压计算
2.1.9轮压产生的局部压应力校核计算:
L由于门架平面内A支座处轮压最大,其值为Vmax=475818.8N,若在是设计时,能使得
A支座侧的两个车轮轮压接近相等,则:
当起重机小车的轮压直接作用在梁的腹板上时(图 ),腹板边缘产生的局部压应力为:
P?m=
??????
2N 式中 ?m_——局部压应力??mm??; ?? P———集中载荷(N); ?——板厚(mm);
?——集中载荷分布长度,可按下式计算:
????2h1=50+2?10=70 式中 ?——集中载荷作用长度,对车轮取??50mm;
h1—-自构件顶面(无轨时)或轨顶(有轨时)至板计算高度上边缘的距离(mm).
当起重机小车的轮压直接作用在梁的上盖板时,局部弯曲应力为:普通正轨布置在两腹板中间的上盖板上,由轮压作用而使上盖板产生局部弯曲,此时上盖板应按被两腹板和相邻两筋板分隔成的矩形板计算,如图 所示。
箱型梁上盖板是超静定薄板。它支承在梁的腹板和横向加筋板上。这种薄板的计算简图较复杂,再加上在小车轮压作用下,起重机箱型梁的盖板连同轨道一起承受局部弯曲,使其计算简图更加复杂。
为了简化计算,特作如下假设:
1)把上盖板看作为是腹板和横向加筋板约束的自由支承的薄板; 2)轨道视为一根中部受集中载荷的梁; 3)根据薄板受集中载荷作用来计算盖板挠度;
4)计算应力时,假设轨道和盖板间仅在边长为a和b矩形面积上接触。此时,?1?2hp?5 (cm),b1为轨道宽度,hp为轨道高度。
图 上盖板的局部弯曲计算简图