第五章 支腿的设计计算
1.载荷计算
支腿平面内计算的最不利工况是：满载小车在悬臂极限位置，起重机不动或带载荷偏斜运动并制动，同时有风载荷作用。
支腿承受的载荷有：结构设备重量、小车载荷、运动冲击力、偏斜侧向力及工作风力。
1） 一根梁上的起升载荷与小车自重：
361(12080)9.8110 1.1 1.079102
p N =⨯+⨯⨯⨯=⨯∑ 2） 大车的自重
刚性支腿上端以上的自重
35699.8110 6.77102
G G N =
=⨯⨯=⨯静总上
刚性支腿下端以上的自重 3569189.81108.53102
G G G N =
+=+⨯⨯=⨯静总下刚（）
柔性支腿下端以上的自重 3569129.81107.95102
G G G N =
+=+⨯⨯=⨯静总柔下柔（）
3）小车的惯性力为：
3
4809.8110 2.810142142
xc Hx G P N ⨯⨯===⨯⨯⨯
小车与货物的风载荷
4
1.6250(1628.8) 1.7910w P cqA N ==⨯⨯+=⨯
4）垂直于门架平面的风载荷
1.604401/w q q N m =⨯=门
5）大车支腿以上桥架作用在支腿上的惯性力
42 6.23610414
H G Gx F N +=
=⨯⨯静总惯
风载荷
42.5104Fw Pw N ⨯=
==⨯主（384+16+4）250
4
6）作用与支腿架的风载荷和支腿自重惯性力：
464/A q N m =刚
536/A q N m =柔
1043.8/H q N m =刚
695.8/H q N m =柔 7) 偏斜运行侧向载荷 Ps
小车满载跨中4
s18.0910P N ==⨯ 小车满载极限位置5
s2 1.06210P N =⨯
2.支腿内力计算
（1）门架平面的支腿内力计算
柔性支腿与主梁铰接，因此门架平面按静定简图进行内力计算：
○1满载小车位于臂端，c 点受弯矩
11c M H h =
32(23)
L
H P h k =⨯
+∑
21I h
k I L
=
•
129111
4
0.70.30.7 1.095100.39.347107.69310mm
y y I I I =+=⨯⨯+⨯⨯=⨯刚下刚上
1142 3.78510x I I mm ==⨯
0.1189k =
65313
1.07910 4.4810214.5(20.11893)
H N ⨯=⨯⨯
=⨯⨯⨯⨯+
561 4.481014.5 6.5010c M N m =⨯⨯=⨯•
○
2小车惯性和风载荷：
4425
()(2.810 1.7910)14.56.6510c A H W
M H h P P h N m
==+=⨯+⨯⨯=⨯•
○
3支腿风载荷 22211
40114.5 4.21522
c w M q h N m =
=⨯⨯=•
○
4偏斜运行侧向力为Ps 引起内力
51.06210s P N
=⨯
521 1.06210M SB N m ==⨯•
B 1=1m
5
46
1.0621014.51.539910c l c s
M M M Ph N m N m
====⨯⨯•=⨯•
（2）在支腿平面内的支腿内力
在支腿平面内支腿与桥架连接相对为柔性连接，支腿与下横梁为刚性连接
○
1大车制动惯性力PH 和风载荷Pw 作用引起内力： 6
1() 1.26710H w M P P h N m =+=⨯•
62121 1.26710M N B M N m =-=⨯•
22() 3.958H w h
N P P N B
=+=
○
2作用于支腿平面的风载荷与支腿自重惯性力
2
1222
a H q q M h M +==
刚性支腿
2514641043.8
14.5 1.58102
M N m +=
⨯=⨯•
柔性支腿 2512536695.8
14.5 1.295102
M M N m +==
⨯=⨯•
3．支腿强度计算
门架平面内，刚性支腿上端截面受到弯矩。
柔性支腿与主梁铰接不受弯矩。
支腿上端与主梁法兰用螺栓连接，下端与下端梁焊接。
○
1 刚性支腿上端，内测分支的最大内测1点的应力为：
1234
6
6
(6.500.6650.04215 1.54)108.7510y c c c c M M M M M N m
=+++=+++⨯=⨯•
My 为水平弯矩产生的应力
56310112
1
(6.77 5.395)108.7510102520298880 1.0951012.320.1432.44[]
y y G P M x A I Mpa σσ+
+⨯⨯⨯⨯=
+=+⨯=+=<∑自上上○2在支腿平面内，刚性和柔性支腿下端截面都受到弯矩作用。
因刚性支腿下端截面与柔性一样，但是刚性支腿所受的载荷对截面的作用较大。
故在此只对刚性支
腿下端进行计算：
由于支腿下端只受单向弯曲，故下翼缘最外侧各点都是危险点，去任意点2 2点的应力：
6661112 1.267100.15810 1.42510x M M M N m =+=⨯+⨯=⨯•
56310
1
(8.53 5.395)10 1.4251080210260640 2.49210148.89745.8667.147[]
x x N P M y A I Mpa σσ+
+⨯⨯⨯⨯=
+=+⨯=++=<∑
○
3计算刚柔性支腿的中心长度处 刚性支腿受双向弯曲。
柔性受单向弯曲且所受载荷是支腿下截面的一半，
截面面积比下端截面大，故在此也不做计算；
刚性支腿3点处
56363331111
1
(7.78 5.395)108.7510126010 1.42510126010222988802 2.73102 2.731049.15[]
y x x x N P M x M y A I I Mpa σσ+
+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
++=++⨯⨯⨯⨯=<∑
刚性支腿4点处
5446363
1111
1
(7.78 5.395)102 1.15()2298880
8.7510126010 1.425101260101.15()2 2.73102 2.7310
54.58[]
y x x x N P M x M y A I I Mpa σσ+
+⨯=
++=⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=<∑
4.支腿稳定性计算
（1）整体稳定性
龙门起重机刚性支腿是双向压弯构件，柔性支腿是单向压弯构件，支腿的整体稳定性验算按下面简化计算式验算：
[]y
x x y
M M N A W W σσϕ=
++≤ Mx 、My ——龙门架平面和支腿平面的计算弯矩（常取距支腿小端0.45h 处截面的弯矩）
φ——轴心压杆稳定系数，根据支腿长细比12min
u u h
r λ=
其中龙门架平面支腿为上端固定，下端铰支μ1=0.7 支腿平面，支腿下端固定，上端自由μ2=2 μ2为变截面支腿的折算长度系数由表查取：
10
min 10
max 2.49100.683.6410
z z I Ix I Ix η⨯====⨯下上 查取μ2=1.1
min 392.6r mm =
==
121min
8.1u u h
r λ=
= 取0.676ϕ= 663116310
1.3925108.75101025200.45(
0.67698880 2.24101.42510101604)97.438[]3.1810
N Mx My A Wx Wy Mpa σϕσ⨯⨯⨯⨯=++=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=<⨯
验算通过。
由于柔性支腿只受单项弯曲，故不作验算。
（1） 局部稳定性 ○
1刚腿的盖板 580
41.46014
b
δ
=
=< 合格 柔腿的盖板
158011214
b
δ== 需在中心线处设置一条纵向加劲板 宽度h>10δ 取h=150 厚度3
4
l δ> 取10δ= ○
2腹板
1576157.610
b
δ== 80160b
δ
<
≤
需设置横向加劲肋 a=1.5m
并设置一条纵向加劲肋在中线处 宽度h>10δ 取h=120 厚度34
l δ> 取8δ=。