SC200/200施工升降机结构设计计算书一、 受力分析：根据该机的使用工况，出现的载荷有：工作载荷、风载荷以及自重载荷，最不利的载荷组合为：升降机超速运行且载荷的吊笼宽度外偏 1 6放置，风载荷沿平行于建筑物方向吹来。

最不利工况为一个吊笼运行至上极限位置，另一个吊笼在底部的情况。

(如图一所示)二、立柱几何特性计算1、立柱标准节构造立柱标准节构造为：以四根Φ76×4mm 无缝钢管(材料为Q235)为主肢，成正方形截面□650×650mm 布置，以8根Φ26.8×2.75mm 钢管(材料Q235)及8根L75×50×5mm 角钢(上、下框架)和四根L75×50×5mm 角钢(中框架)为连缀件焊接而成。

(如图二所示)2、主肢截面积Ao=π×(D 2－d 2)／4式中 Ao ——主肢截面面积(mm 2)D ——主肢钢管外径(mm)d ——主肢钢管内径(mm)已知：D=76mm d=68mm∴Ao=π4(D 2－d 2)= 3.14 4×(762－682)=904.78mm 2 3、立柱截面形心位置因为立柱截面为对称结构，所以立柱截面形心位于立柱截面几何中心位置，(x c 、y c )为形心坐标。

4、一根主肢截面惯性矩。

Io= π 64( D 4－d 4)式中Io ——为一根主肢对通过形心坐标轴的惯性矩(mm 4) D=76mm ， d=68mm∴Io= π 64( D 4－d 4)= 3.14 64(764－684)=588106.14mm 45、立柱标准节对形心轴X 轴、Y 轴的惯性矩Ix=4Io+4Y c A=4×588106.14+3252×904.78×4=384621974.6mm 4Iy=Ix=384621974.6mm 46、立柱截面面积A=4Ao=4×904.78=3619.12mm 27、立柱截面对形心轴的回转半径r x =A Ixr x —对形心x 轴的回转半径。

r y =A Iyr y —对形心y 轴的回转半径。

I x =I y =3846=1974.6mm 4 A=3619.12mm 2∴r x =r y =326mm8、连缀件截面面积。

Φ26.8×2.75mm 钢管截面面积Ag=π4(D2－d2)=3.144(26.82－21.32)=207.78mm2L63×40×5 mm角钢截面面积 Fg1=499.3mm2 L75×50×5 mm角钢截面面积 Fg2=612.5mm2 9、边缀件截面惯性矩Φ26.8×2.75mm钢管截面惯性矩Ig=π64( D4－d4)=3.1464(26.84－21.34)=15218.76mm4L63×40×5角钢截面惯性矩Ig1x=20.02cm4 Ig1y=6.31cm4截面面积 Ag1=4.993cm2L75×50×5角钢截面惯性矩Ig2x=34.86cm4Ig2y=12.61cm4截面面积 Ag2=6.125cm2三、载荷计算(如图三所示)1.升降机载荷作用于升降机的垂直载荷有驱动机构自重 P驱=659(10N)吊笼自重P笼=1070(10N) 额定提升载重量P载=2000(10N) 考虑动载、超载因素则系统计算载荷P=K1P驱+ K1P笼+ K1K2P载式中K1－动载系数K1=1.2K2－超载系数K2=1.1∴P=1.2×659+1.2×1070+1.2×1.1×100=4186.8(10N)由设计图纸可计算得齿条简化中心到同侧立柱管中心的距离为: L1=56mm同侧立柱管中心到标准节形心的距离为： L2=325mmL=L1+L2=56+325=381mm载荷对立柱形心产生弯矩Mc为Mc=K1P驱(L驱+L)+ K1P笼(L笼+L)+ K1K2P载(L载+L)=1.2×659×(170+381)+1.2×1070×(730+381)+1.2×1.1×(950+381)×1600=4673.3268(10Nm)因此可知:作用于立柱顶端的载荷有:轴压力P=4186.8(10N)弯矩Mc=467.3268(10N·m)吊笼风载荷 P风下面计算P风2.吊笼风载荷P风(通过吊笼上的滚轮作用于立柱上)P风=C w qⅡφAL式中C w－风力系数取C w=1.5qⅡ－标准工作风压qⅡ=(10N/m2)φ－结构充实率φ=0.4AL－升降机外轮廓面积 AL=3×4.198=12.594M2∴P 风=1.5×25×0.4×12.594=188.91(10N)3.导轨架风载荷按下式计算 F W =C w q ⅡφAL式中C w =1.2q Ⅱ=25(10N/m 2)φ=0.4AL=H(0.65+0.076)=0.726H m 2风载荷沿整个导轨架高度均匀布，按单位高度计算风载荷： q= Fw H = 1.2×25×0.726H ×0.4 H=8.712(10N/m) 即q=8.712kg/m四、结构内力计算1.计算简图根据结构受力情况，导轨架可简化为多跨连续梁，并运用多跨连续梁的三弯矩方程求解结构内力及支反力，为此将各支点用铰代替，为与厚结构等效，用弯矩M 0，M 1……M 16作用于顶端以保持其平衡。

(如图四所示)。

2．列方程求内力对第16点取弯矩(如图五所示)，由平衡条件(∑M 16=0)得 Mc+ P 风L+ 1 2qL 2+M 16=0 ∴M 16=－(Mc+ P 风L+1 2qL 2) 式中:Mc=4673326.8(10Nmm)=4673.3268(10Nm)P风=188.91(10N) L=9mq=8.712(10Nm)∴M 16=－(4673.3268+188.91×9+1 2×8.712×92) =－6726.3546(10Nm)对于支点15,运用三弯矩方程，得：(如图六所示)M 16L+2M 15(L+L)+M 14L=－1 2qL 3即：M 16+4M 15+M 14=－352.35同理可得: M 15+4M 14+M 13=－352.35M 14+4M 13+M 12=－352.35 M 13+4M 12+M 11=－352.35 M 12+4M 11+M 10=－352.35 M 11+4M 10+M 9=－352.35 M 10+4M 9+M 8=－352.35 M 9+4M 8+M 7=－352.35 M 8+4M 7+M 6=－352.35 M 7+4M 6+M 5=－352.35 M 6+4M 5+M 4=－352.35 M 5+4M 4+M 3=－352.35 M 4+4M 3+M 2=－352.35 M 3+4M 2+M 1=－352.35对于支点1,运用三弯矩方程:M2L+2(L+L0)M1+M0L0=－ 14q(L3+L3)式中L=9m L0=6m即：9M2+30M1+6M0=－ 14×8.7×(93+63)=－2055.375化简得：3M2+10M1+2M0=－685.125由支点0的平衡条件(0点转角为零)，得θ= M1l6EI+M0l3EI+ql0324ET=03M1+4M0=－78.4解联立方程组：M16=－6550.1748M16+4M15+M14=－352.35M15+4M14+M13=－352.35M14+4M13+M12=－352.35M13+4M12+M11=－352.35M12+4M11+M10=－352.35M11+4M10+M9=－352.35M10+4M9+M8=－352.35M9+4M8+M7=－352.35M8+4M7+M6=－352.35M7+4M6+M5=－352.35M6+4M5+M4=－352.35M5+4M4+M3=－352.35M 4+4M 3+M 2=－352.35 M 3+4M 2+M 1=－352.353M 2+10M 1+2M 0=－685.125 3M 1+4M 0=－78.4将M 16=－6726.3546代入下式，得 M 15=－0.25M 14+1593.5 并依次代入下式，得M 14=－M 133.75－518.89 M 13=－0.268M 12+44.61 M 12=－0.268M 11－106.37 M 11=－0.268M 10－65.91 M 10=－0.268M 9－76.75 M 9=－0.268M 8－73.85 M 8=－0.268M 7－74.62 M 7=－0.268M 6－74.47 M 5=－0.268M 4－74.46 M 4=－0.268M 3－74.46 M 3=－0.268M 2－74.46 M 2=－0.268M 1－74.46 M 1=－0.217－50.21 1.78M 0=－28.19解出M 0并代入以上各式，得：(单位10Nm)M 0=－15.81 M 1=－46.78 M 2=－61.69 M 3=－57.93 M 4=－58.94 M 5=－58.67 M 6=－58.75 M 7=－58.68 M 8=－58.90 M 9=－58.06 M 10=－61.19 M 11=－49.51 M 12=－93.10 M 13=69.56 M 14=－537.44 M 15=1727.86M 16=－6726.35463．求各支座反力(由图五、图六) R 16= R 16′ + R 16″ 由图五所示，由∑M A =0，得 R 16′L +M 16+Mc － 1 2qL 2=0 ∴R 16′=1 2qL － M16+Mcl如图六所示，由∑M 15=0，得： R 16″ L+M 16－ 1 2qL 2－M 15=0 ∴R 16″ 1=1 2qL+ M 15－M 16l∴R16= R 16′ + R 16″= qL+M 15－2M 16－Mcl将q=8.712 10N/m M 15=1727.86 10N/m M 16=－6726.4 10N/m Mc=4673.3268 10N/m 代入上式，得R 16=8.712×9+1727.86+2×6726.4－4673.32689=1245.9(10N)对于1点 R 1= R 1′+ R 1″ 其中R 1′=M2－M1 9+ 12×8.712 ×9 R 1″=M0－M1 6+ 12×8.712 ×6 ∴R 1= R 1′+ R 1″=－61.69－46.78 9+ －15.81－46.786+8.712×7.5=42.86(10N)对于其他各点(除O 点外)，可用下面方法求出支反力(如图七、八、九所示)如图七，由∑M n+1=0，得： Rn′L+Mn －M n+1－1 2qL 2=0 ∴R′n=M n+1－Mn L + 12qL 如图八，由∑Mn-1=0，得 R ″L+Mn－ 1 2qL 2－Mn －1=0 ∴R ″=M n －1－Mn L + 12qL ∴R n=Rn′+Rn″= M n+1－2Mn+M n-1L+qL(n=2，3，……15)对于O 点，如图九所示，由∑M 1=0，得：RoLo+Mo －1 2qLo 2－M 1=0∴Ro=1 2qLo+ M 1－Mo Lo = 1 2×8.712×6+ －46.78+15.816=20.98 10N将Mo 、M 1、M 2…M 16及q ·L 值代入以上两式，可计算得出各点支反力：(Rn'为该支点上临界支反力)(Rn"为该支点下临界支反力) 单位(10N) R 16=1245.9 R 16'=267.3 R 16"=978.6 R 15=1112.7 R 15'=-900.2 R 15"=-212.5 R 14=397.54 R 14'=290.9 R 14"=106.64 R 13=-7.12 R 13'=-28.24 R 13"=21.12 R 12=101.31 R 12'=57.27 R 12"=44.04 R 11=72.36 R 11'=34.36 R 11"=37.90 R 10=80.05 R 10'=40.50 R 10"=39.55 R 9=77.96 R 9'=38.85 R 9"=39.11 R 8=78.51 R 8'=39.29 R 8"=39.22 R 7=78.38 R 7'=39.18 R 7"=39.20 R 6=78.42 R 6'=39.21 R 6"=39.21 R 5=78.37 R 5'=39.20 R 5"=39.17 R 4=78.55 R 4'=39.23 R 4"=39.32 R 3=78.00 R 3'=39.10 R 3"=38.9 R 2=80.48 R 2'=39.62 R 2"=40.86 R 1=42.86 R 1'=27.15 R 1"=15.17 Ro=20.984、绘制内力图绘制弯矩、剪刀、轴力图(如图十、图十一、图十二所示) 5、最大内力位置从以上内力图，可以看出，最大弯矩、最大剪刀发生在第16点处，在16点处，M max =－6726.4(10N.m) Q max =1245.9(10N)最大轴力发生在导轨架根部 P max =17886.8(10N) 五、整体稳定性校核由弯矩、剪刀图可以看出，第15个附着点以上这一段受力最大，所以应对这一段危险截面进行整体稳定验算，另外，由轴力图可以看出，导轨架根部轴心压力最大，也应对底部进行验算。