塔吊设计计算书更新文档格式.docx
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3.19
2.91
2.66
2.45
2.27
2.1
1.96
t
a=2
3
2.73
2.52
2.34
2.17
2.03
R
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
1.83
1.71
1.6
1.5
1.41
1.33
1.25
1.18
1.11
1.05
1.0
1.90
1.78
1.67
1.57
1.48
1.40
1.32
1.12
1.07
R=56m
R:
!
.5‘
"
6.8
5.56
4.91
3.95
3.29
3.28
3.01
2.78
2.57
2.39
2.85
2.64
2.46
2.23
2.28
1.95
1.72
1.62
1.53
1.45
1.37
1.3
2.30
2.15
2.02
1.79
1.69
1.60
1.52
1.44
R=51m
L5‘
8.4
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
5.8
5.15
4.63
4.2
3.83
3.51
3.24
3.0
2.6
2.67
39
41
43
45
47
49
51
2.42
2.14
2.01
1.9
1.7
2.49
2.21
2.08
1.97
1.86
1.77
R=46m
9.4
5.48
4.93
4.47
4.08
3.74
3.45
3.2
2.97
2.77
2.44
2.29
2.16
2.51
2.36
二计算原则
1.起重机的工作级别
根据GB/T13752-92《塔式起重机设计规范》取定TC6010塔式起重机。
工作级别:
A5利用级别:
U5载荷状态:
Q2仲)载荷谱系数:
列产品Kp
=0.25
2.工作机构级别
机构
项目
起升机构
回转机构
牵引机构
利用等级
T5
T4
载荷状态
L2
L3
工作级别
M5
M4
Kp
0.25
0.15
3.载荷
a.起升载荷(含吊钩、钢丝绳)动载系数为1.25;
b.风载荷qi=150N/m2用于机构计算及结构疲劳强度计算
q2=250N/m2用于总体计算及结构疲劳计算
q3.1=800N/m20~20m-
q3.2=1100N/m220~100m用于非工作状态的总体及
结构计算
c.惯性载荷
各机构的起、制动时间
回转机构t=8S(0.2—0r.P.m)
牵引机构t=2S(19.5—0r.P.m)
d.基础倾斜载荷
坡度按0.01计算
e.其实载荷
动载按1.15[额定载荷静载按1.25额定载荷
4.安全系数n的确定
工作状态整体稳定性n》1.15非工作状态整体稳定性n》1.1
5.主要材料的许应用力
〔八=2350/1.34=1700kg/cm?
a.Q235-C彳〔t〕=1700/书=980kg/cm2
J〔cjy〕=1700X书=2940kg/cm2
〕=3450/1.34=570kg/cm?
b.16Mn<〔t〕=2570/翻=1480kg/cm2
•〔cjy〕=2570x羽=4400kg/cm2〔c〕=2480/1.34=1800kg/cmf
c.20#J:
t]=1800=V3=1000kg/cm2
I〔cjy〕=1800X習=3200kg/cm2「〔c〕=3480/1.34=2600kg/cm?
d.45#』〔t〕=2600/V3=1500kg/cm2
•〔cjy〕=2600x羽=4500kg/cm2
〔c〕=7200/1.34=4000kg/cmf
e.40CrCt]=5400/\[3=2300kg/cm2
L〔cjy〕=5400X逅=7000kg/cm2
f.Q235-C非工作状态〔c〕=2350/1.22=1920kg/cm2
3.平衡重的计算
(注:
表二中各部件重量为初步估算的重量,待各部件全部设计完成后,最
终调整平衡重的重量)。
各部件重重心表二
顶目
序号子\
名称
Gi(t)
Xi(m)
GixXi
1
平衡臂
4.088
-7.11
-29.06
2
1.8
-8.88
-15.98
平衡臂拉杆
0.4
-5.85
-2.34
4
塔顶
0.2
0.28
5
力矩限制器
0.01
司机室
0.34
7
0.35
8.2
2.87
8
起重臂拉杆
18.5
35.19
9
起重臂
27.5
152.9
10
载重小车
0.255
60/2.5
15.3/0.64
11
吊钩
24/1
12
2x0.3
13
回转塔身
1.079
14
上支座
1.996
15
下支座
套架
4.1
17
塔身
18.09
底架
回转支承
0.6
平衡重
G平
-12.3
-12.3G平
61.6(含平衡重)
表二中各值均按60m臂架列出,其他臂长平衡重各不相同,须分别进行计
1.臂长60m时:
M空=145.84-12.3G平
M满=231.5-12.3G平令—M空=M满
G平二231.5+145.84
2X12.3
2.臂长55m臂长时:
M空=121.4—12.3G平
M满=217.7-12.3G平令—M空=M满
G平二121.4+217.7
3.臂长50m时
M空=
93.9-12.3G平
M满=
194.4-12.3G平
令-M
空=M满
G平=
93.9+194.4
G平=11.72t取G平=11.7t
4.臂长45m时
M空=63.6-12.3G平
M满=173.6_12.3G平令—M空=M满
G平二63.6+173.6
综合上述结果
60m、臂长时,平衡重15.3t
55m臂长时,平衡重13.7t
50m臂长时,平衡重11.7t
G平=9.64t取G平=9.6t
60m臂变56m臂长时,取掉1.5tx1的配重块。
50m臂长时,取掉1X1.5和1x2.1t的
配重块。
45m臂长时取掉1x1.5和2X2.1t的
45m臂长时,平衡重9.6t
配重块的配置如下:
总数量7块其中4块2.4tX4、2块2.1tX2、一块1.5tX1;
4.塔身的风力计算
1.工作工况I
a.平衡臂
q2=
:
250N/m2Cw
=1.2
A
实=12.44X0.32=3.98m2
Pw:
=1.2X250X3.98=
1194N
Xc:
=7.11m
Yc
=47m
b.起升机构
A=1m2Pw=1.2X250X1=300N
Xc=-9.22mYc=47m
c.平衡重
A>
2m2Pw=1.2X250X2=600N
Xc=-12.3mYc=47m
平衡臂部份综合:
刀A=6.98刀Pw=2094.6N
刀Mxw=刀PwXXi=16150.2N.m
刀Myw=刀PwXYi=98446N.m
刀Mxw刀Myw
XC=-EPw=_7.71mYC=EPw=47m
d.起重臂
C=1.3
A实=29.67m2
Pw=1.3X250X29.67=9643N
Xc=26.5mYc=47m
e.牵引机构
A=0.32m2Pw=1.2X250.X0.32=96N
Xc=8.2m
Yc=47m
起重臂部份综合
艺Pw=9936N
艺Mxw=2.56X105N.m艺Myw=4.67X105N.m
艺Mxw艺Myw
Xc==26mYc==47m
艺Pw艺Pw
f.塔顶
12
A轮=2X1.48X6.5=4.81m2
3=0.38n=0.43C=1.3
A实=1.43X0.38X4.81=2.61m2
Pw=1.3X250X2.61=850N
X=0Yc=47.5m
g.回转塔身
A轮=1.48X1.91=2.812m2
3=0.21n=0.69Cw=1.6
A实=1.69X0.21X2.812=1m2
Pw=1.6X250X1=400N
Xc=0Yc=45m
h.上、下支座
工A=1.29m2Pw=1.2X250X1.29=387N
Xc=0
Yc=45m
A轮=44.8X1.8=
=80.64m2
3=0.357
n=0.57
C=1.6
(15节标准节,1节底
节)
A实=1.57X0.357X80.64=45.22m2
Pw=1.6X250X45.22=18088N
Xc=0Yc=22.5m
j.司机室
A=3m2Pw=1.2X250X3=900N
2.工作工况U
A=2m2
Pw=1.2X250X2=600N
YC=47m
A=1m2
Pw=300N
XC=0
平衡臂部份综合
艺A=3m2
艺Pw=900N
c.起重臂
A轮=2x1.2X1.38=0.828mi
3=0.235
n=0.65
A实=1.65X0.235X0.828=0.321m?
Pw=1.3X250X0.321X1.333=139N
Yc=47m
A=0.32m2
Pw=96N
e.塔顶(同工况I)
f.司机室(同工况I)
g.回转塔身(同工况I)
h.上、下支座(同工况I)
i.塔身
A轮=1.2X80.64=96.77*
A实=1.57X0.357X96.77=54.23mF
Pw=1.6X250X54.23=21695N
Xc=0Yc=22.5m
3.非工作工况
a.平衡臂部份:
Pw=900X4.4=3960N
b.
起重臂部份:
Pw=235X4.4
=1034N
c.
塔顶:
Pw=850X4.4=
=3740N
d.
司机室:
Pw=900X4.4
=3960N
e.
回转塔身:
Pw=400X4.4=
=1760N
f.
上、下支座:
Pw=387X4.4
=1703N
g.
塔身:
20m以下,Pw=
3.2X21695X(20-45)=30855N
20~45m,Pw=
4.4X21695X(25-45)=53032N
风载荷综合表
□
表(三)60m臂长时(单位:
N.m)
序
号
部件
C
qn
Pw
Xi
Mxw
Yi
Myw
部份
1.2
250
6.98
2094
-7.71
-16150.2
98446.2
29.99
9936
256000
466992
850
47.5
40375
900
42300
回转塔
身
400
18000
上、下
支座
1.29
387
17415
45.22
18088
22.5
406980
32655
序号
平衡臂部份
起重臂部份
1.148
235
11045
上、下支座
54.23
21695
488137
25367
659572
——°
◊
表(五)
1100
3960
186120
1034
48596
3740
177650
1760
79200
1703
76635
20-45m塔
53032
32.5
0-20m塔身
800
30855
308550
103345
5.整机倾翻稳定性计算
1.固定式底架
a.工作工况
Fh=2..54tFv=74.4t
2.54X1.4+183.8
b
e==0.8<
3=2.3
74.4+2.3X7X7X1.4
b.非工作工况
F+Gv
10.3X1.4+315.7
e==1.5<
61.6+2.3X7X7X1.4
故整机稳定
(二):
结构设计
一.塔身的结构计算
1.塔身上部的载荷
起重臂位于塔身对角线上,且风沿塔身吹,此时塔身受力最为恶劣
1工作状态的载荷
M=1838KN.m
Fv=744KN
Phi=4KN
q风=0.33KN/m
q重=4KN/m
Mn=320KN.m
Ph2=14.5KN(计算腹杆时用)
2非工作状态
M=-1187KN.m
Ph=19.2KN
q风i=1.06KN/m
q风2=1.45KN/m
其中:
M——作用在塔身顶面的弯矩
Mn――作用在塔身顶面的扭矩(用于计算腹
杆)
FV——作用在塔身顶面的压力
PH1、Ph——风平行于起重臂,作用在塔身顶面
的水平力
PH2——风垂直于起重臂,作用在塔身顶面的
水平力(用于计算腹杆)
q风——作用在塔身上的线风压
q重——塔身自重线重力
2.塔身的几何特性计算
1—1、2—2截面截面
方钢管□1352X12
单肢几何特性
Ai=55.33cm
Iii=1345cm
W=199.2cm3
rii=4.93cm
整体结构的几何特性
A=221.3cm2
Ii=1539165.6cm4
W=18488cm3
R=83.4cm
斜腹杆的几何特性
A腹=13cm2
I腹=92cm
W复=26.2cm3
r腹=2.66cm
A――结构的截面积
I——结构的惯性矩
W结构的抗弯模量
r——结构的惯性半径
3.材料
单肢:
Q235-C
整个塔身看作Q235-C
腹杆:
Q235-C钢
4.
方钢管□702X5
2-
-
强度计算
4.1整个结构的强度计算工作状态
C截面
33
NcMC744X101838X10
=133MPav
[(T]=170MPa
AnWn
221.3X10-418488X10-6
非工作状态(只须计算C截面)
CMC
616X103
2350X103
=155MPav
(T]=170MPa
-4
nWn221.3X10-4
-6
18488X10-6
综上计算,整体强度足够。
腹杆的强度计算
直腹杆
N=320/(2X1.665)=96KN
X10)=128MPv[(T]=170MPa
综合以上计算可知塔身强度足够。
5.塔身稳定性计算
5.1塔身整体稳定性计算
结构的欧拉临界载荷FE
223
nXElnX2.1X10X1539165
FE=
=3934KN
(卩I)2(2X45)2
结构要稳定须满足下列两式
FN1COMO+CHMH
+()<
[c]
A1-FN(0.9Fe)©
wW
FN
<
[c]
An©
FE——结构的欧拉临界载荷
FN——计算轴力
CO端部弯矩不等折减系数
CH――横向载荷引起的最大弯矩系数
MO——端部弯矩
M――由横向载荷引起的最大弯矩
©
――轴压稳定修正系数
书——受弯结构件侧向屈曲稳定系数
工作状态
FN=744KNMO=1178KN.mMH=668KN.m
其中CO=1Ch=1书=1.602©
w=1而入h=111.54—©
=0.529
c=+()
1-FN(0.9Fe)书.W
1178+668
744X107103
————————+————————
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