35000 17500 门架的设计计算（10t ×35m ）主梁计算简图：(一)强度计算偏轨箱型梁，因小车垂直轨道安装在主腹板上，因此，偏轨箱型梁除受弯曲外，同时还受扭转。
主梁在垂直轮压作用下，使截面产生普通弯曲应力(正应力和剪应力)和约束弯曲应力，在外扭矩作用下，截面产生约束扭转正应力和约束扭转剪应力。
主梁的强度计算按第II 类载荷组合进行。
1.普通弯曲应力主梁垂直方向跨中的弯矩为：L P qL L P M Q i G i V 22小车41841ϕϕϕ++=P G 小车——小车自重载荷(N)；45000 NP Q ——起升载荷(N)；100000 Nq ——主梁均布自重载荷(N/mm)；6.8 N/mm3500010000043.141350008.61.18135000450001.1412×××+×××+×××=V M =2829750000(N •mm)由小车水平惯性力和桥架惯性力及风载引起的跨中水平弯矩为：2风2惯小惯81L q 81L 41L q P M H ++=2.风力载荷产生的水平弯矩1)主梁上的风载荷当起重机工作时,主梁要承受起重机在工作情况下能承受的最大计算风力Ⅱq 按《起重机设计规范》的规定,起重机工作状态的最大风力,内陆地区)/(152m kg q =Ⅱ ,沿海地区)/(252m kg q =Ⅱ 由于该起重机的使用环境为内陆地区,所以计算时取)/(152m kg q =Ⅱ ,并且风力是以均布载荷的形式作用在主梁上. 主梁的高度2.0 m,主梁的长度35m.在风力的作用下,主梁跨中截面上的风力产生的水平弯矩 ()mm N L Pw Mq •=××××=×=64312500835000150350.24.18主梁Ⅱ 2)吊重和小车上的风载荷吊重及小车迎风面积为17m 2()mm N L Pw Mq •=×××=×=31237500435000150174.14小车Ⅱ 3.水平惯性力产生的水平弯矩当起重机工作时,主梁要承受起重机在工作情况下因起重机大车行走机构突然启动或制动时主梁上的固定载荷和上下小车及小车上的载荷产生的惯性力,前者是以均布的形式作用在主梁上,而后者则以集中力的形式作用在主梁上.起重机大车行走机构速度 40.1m/min=0.668m/sec.根据《起重机设计规范》附录C 的规定,加（减）速的时间为t=3sec 1)主梁等固定载荷产生的水平惯性力 ()N t V G P H 120243668.0360005.1215.1主梁梁=××=×××= 因此,在主梁跨中截面上产生的水平弯矩就为 ()mm N L P M H H •=×=×=52605000835000120248梁梁 2)小车和吊重产生的水平惯性力 ()N t V G P H 48433668.0145005.15.1小车小车=××=××= ()mm N L P M H H •=×=×=4237625043500048434小车小车)(19053125031237500643125004237625052605000mm N M H •=+++= 4.主梁跨中截面特性()410总1048.3mm J X X ×=− ()410总1034.1mm J Y Y ×=−总断面对于X-X 轴的断面系数: 对上部边缘()37101上1045.310101048.3mm Z J W X X ×=×==− 对下部边缘()3710下1045.310101048.3mm ZJ W X X ×=×==−总断面对于Y-Y 轴的断面系数:对上部边缘()37101上1099.16751034.1mm Z J W Y Y ×=×==− 对下部边缘 ()3710下1029.25851034.1mm Z J W X X ×=×==−跨中截面翼缘板角点最大弯曲正应力为：YH X W M+=W M V W σ 5.主梁跨中截面强度和挠度的校核 σ压X =上垂直跨中W M =()27/1.821045.32829750000mm N =× ()27下垂直跨中拉/1.821045.32829750000mm N W M X =×==σ ()27上水平跨中压/57.91099.1190531250mm N W M Y =×==σ ()27下水平跨中拉/32.81029.2190531250mm N W M Y =×==σ 主梁跨中截面的合成弯曲应力：()2压压合成压/7.9157.91.82mm N Y X =+=+=σσσ ()2拉拉合成拉/4.9032.81.82mm N Y X =+=+=σσσ为简化计算，可将自由弯曲正应力增大15%来考虑约束扭转和约束弯曲的影响，即：[]σσσ≤=∑W 15.1)/(4.1057.9115.12压mm N =×=∑σ )/(9.1034.9015.12拉mm N =×=∑σ 材料采用Q235B, []()2/4.17534.12350mm N n S ≈==σσ 故，主梁的强度满足要求！(二)主梁的局部稳定性 1.翼缘板的为稳定性当主梁宽度b 0与受压翼缘板厚度之比δ大于或等于60(对Q235钢)或50(对16Mn 钢)时，应考虑受压翼缘板的局部稳定性，设置一道或多道纵向加强筋。
2.腹板局部稳定性偏轨箱型梁因其轨道在主腹板上，故不需要设置短横向加强板。
(三)刚度计算主梁的垂直静刚度为：[]f EIL P P f G Q ≤+=48)(3小)(72.171048.3101.24835000)45000100000(1053mm f =×××××+= 起重机工作级别A6, [f ]=()cm L 75.4380035000800== 悬臂端垂直静刚度：[]f a L EIl P P f G Q ≤++=)(3)(2小)(6.13)700035000(1048.3101.237000)45000100000(1052mm f =+××××××+= 起重机工作级别A6, [f ]=()mm L 203507000350== 故，主梁的刚度满足要求！ (四)小车反滚轮轨道和悬臂支座计算对垂直反滚轮式小车，主梁一侧应设置悬臂支座来支承反滚轮的轨道，支座应设置在主梁的横隔板处，如有中间支座，梁内应有短横隔板相对应，反滚轮轨道多用工字钢制成。
为防止磨损，在工字钢下面焊一条连续垫板。
当反滚轮位于轨道支承中间位置时，轨道中间截面的弯矩为：6a 反•=P MP 反——反滚轮计算轮压； a ——轨道支承间距。
)(3733333670032000mm N M •=•=轨道中间截面的弯曲强度为：)/(645833337333332mm N W M ===σ悬臂支座根部的弯曲强度：)/(1.656878914032000e 2反mm N W P W M =×=•==σ 悬臂支座根部的剪切强度：)/(8.276192320002mm N A Q =×==τ 按第四强度理论的折算应力为：)/(9.808.2731.65322222mm N =×+=+=τσσ材料采用Q235B, []()2/4.17534.12350mm N n S ≈==σσ 故，反滚轮轨道和支座的强度满足要求！ (五)支腿强度计算支腿的受力为一个压弯构件。
支腿折弯处的截面如右图所示： 截面惯性矩I=1.75×1010(mm 4) 截面抗弯模量W=2.23×107(mm 3) 截面面积为A=41120(mm 2) 支腿折弯处的轴向力和弯矩为:N=(150000+1.1×45000+1.4×100000)sin700 =319026(N)M=(150000+1.1×45000+1.4×100000)cos700×3570 +1.4×100000×1253 =5.89×108(N •mm) 截面处最大正应力为：)/(2.3476.74.26411201019.31023.21089.52578mm N A N W M =+=×+××=+=σ支腿根部处的截面如右图所示：截面惯性矩I=1.93×1010(mm 4) 截面抗弯模量W=1.91×107(mm 3) 截面面积为A=35200(mm 2) 支腿折弯处的轴向力和弯矩为: N=150000+1.1×45000+1.4×100000 =339500(N)M=(150000+1.1×45000+1.4×100000)×1231+1.4×100000×1253 =5.93×108(N •mm) 截面处最大正应力为：)/(8.407.91.313520010395.31091.11093.52578mm N A N W M =+=×+××=+=σ 材料采用Q235B, []()2/4.17534.12350mm N n S ≈==σσ 故，支腿的强度满足要求！ (六)下横梁的强度计算 计算简图如下：P=339500(N),M=5.93×108(N •mm) 下横梁承受的最大弯矩为：)(106.101093.5180075005700339500)(88max mm N M b B b B P M •×=×+××=+×−×=最大弯矩处的截面如右图所示： 截面惯性矩I=9.49×108(mm 4) 截面抗弯模量W=1.31×107(mm 3) 截面面积为A=18720(mm 2) 截面处最大正应力为：)/(1.962.159.8014008210395.31031.1106.102578mm N A NW M =+=×××+××=+=σ 材料采用Q235B,[]()2/4.17534.12350mm N nS ≈==σσ 故，下横梁的强度满足要求！ (七)起重机抗倾覆稳定性校核起重机在有风正常工作状态下的稳定性：0≥−−−=Σf f i i P P G G M K M K M K M K M)(1579276101510920101851085512531000004.1570036500095.0M N M •=×−×−××−××=Σ非工作状态下的起重机受沿大车轨道方向的暴风侵袭时的稳定性：0≥−=Σf f G G M K M K M)(908817101855006023.14.1570026500095.0m N M •=××××−××=Σ故，该起重机的稳定性满足要求！。