弯矩计算

ntguan

我要设计一个8米高的塔，要两个轴式吊耳和一个板式吊耳用来起吊，想校核壁厚强度，会不会吊弯，不知如何计算，请高手指教
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[ 本帖最后由 wwqq 于 2006-10-31 20:22 编辑 ]

justhzw

你学过工程力学或材料力学没有？先受力分析，然后算出弯距和危险截面，再确定

ntguan

就这么简单？能详细解释一下吗？

yu123130

吊装机具的选择
　　(1)用吊车吊装　主要计算吊装重量、就位时的吊装高度，现场条件能满足最大吊重时的最小回转半径。即计算：P=(Q1+Q2+Q3)×K
H=h1+h2+h3+h4
式中：P——计算重量；
　　Q1——本体重量；
　　Q2——平台、梯子及保温层重量；
6 i) E8 D  Z4 z　　Q3——吊具重量；
　　K——不均匀系数，取K=1.2(安全系数K包括动力系数、超载系数、台吊不均匀系数)；
2 n, U" Y# Z' g　　H——吊臂顶点最小高度；
　　h1——吊耳到塔底的距离；
# S1 a- k$ `# i# r' X" `, E　　h2——基础高；
　　h3——捆绑绳长(包括平衡梁的高度)；
　　h4——吊钩到吊臂顶点最小距离。
* _2 J; U5 v! w5 p4 S以溶剂回收塔为例
　　P=500kN×1.2=600kN
  V( ~; O. P) m; P. S( BH=19+1+1+3=24(m)
+ V$ W1 W# J& s8 U4 L, R( B! D　　主吊车工作参数：80t履带吊回转半径6.5m、臂长25m、额载375kN;50t履带吊回转半径6.5m、臂长25m、额载230kN。
! S/ Q* q3 ^7 i0 Y# ?0 E5 E　　吊车高度2m，吊车仰角74.7°。
- e! U9 ?8 W3 F7 w7 H. g) C. f/ ^两吊车最大吊载能力　P′=375+230=605kN
吊车吊装高度　H′=25×sin74.7°+2=25.8(m)
P′>P、H′>H吊车参数满足要求，吊装安全。
抬尾吊车：
　　P1×19000=P×16000
　　P1=60000×16000÷19000
=50530kg=505.3kN
　　P2=60000-50530=9470kg
- L1 G( h. R& q: Q+ b2 Z=94.7kN
　　抬尾吊车选用20t汽车吊。塔刚起吊时，抬尾的载荷最大，随着塔体的竖立，塔尾的载荷逐渐减小，那样溜尾吊车的回转半径就可以随之增大，溜尾距离也就加大了。
- O2 J, V3 l$ _: g) _2 _8 a　　(2)平衡梁的受力及选择
; S# F! T2 D. x　　Q1为50t吊车受力;Q2为80t吊车受力;Q为吊车荷载500kN
7 K9 r0 p1 f" G7 y7 h2 ~8 f
6 u8 n8 t6 b" U) r- d) l! B8 h　　主吊耳设计成双板轴式吊耳，在塔身90°方向上，距塔底19m高，两耳相距600mm。
6 f3 c( ^! S% s3 F9 @% ]" `+ l6 u　　Q1=190kN　　Q2=310kN
　　不均匀系数验算：
　　80t吊车　375÷310=1.21>1.2
* o9 q* e; b! B! J' Y0 u　　50t吊车　230÷190=1.21>1.2
! s: u, [4 v# r　　平衡梁形式：是用钢板焊制的矩形截面梁。
* M6 N+ J1 e* |: t& a& q% O! o　　(3)挠度计算(以溶剂回收塔为例)　塔组对后呈水平状态放置在预组装场地，由2台吊车抬吊主吊点，由抬尾吊车吊副吊点，刚起吊时塔身由于自重所形成的挠度最大，所以吊点的位置选择很重要，要进行挠度验算，如图4所示。这里假定塔壁厚度主吊点处14mm，塔体为均质：
% k, n$ n& n6 g. \# L& p, J$ v$ j　　此塔下段壁厚从下至上逐渐减薄，BC段为悬臂梁，顶端挠度最大，对于AB段，因为两吊点距离较近，实际塔壁又厚，挠度计算略去。为了计算方便,这里假定壁厚按主吊点处的δ=14mm，整个塔体按均布载荷即q=500kN/40m=12.5kN/m。
　　计算结果:fc=0.023m，fc<［f］
. q- M: ?* @+ [# U4 n　　［f］为许用挠度(钢结构设计手册)［f］=L/500=21m/500=0.042m。

    4.3　单面偏吊受力分析及夺力计算
　　(1)主吊位置(吊耳位置)　与吊车臂高、设备重心高度以及设备离地时的自然倾斜角β有关，如图5所示。从图5上可见设备离地后的自然倾角β与设备轴线到吊点之间的距离a，以及由吊点到设备重心之间的垂直距离h有关。
) G7 T  {$ P/ U# ?$ E" P* q/ q
tgβ=a/h
4 ]/ k; U3 U: v6 a! S: L0 N8 j- g. S
9 _- f( G4 T8 n: k! k1 M) D式中：β——设备离地后的自然倾角；
+ u$ K9 s3 ~1 }+ `8 a5 P- F　　a——设备直立状态时吊点到设备轴线的水平距离；
　　h——设备直立状态时，吊点至设备重心的垂直距离。
　　设备离地时的自然倾角β过大增加夺吊绳索的拉力，一般经验h/R=2.75～5.67为宜。
& r9 V' B  ~. ]1 L  @& t8 T0 p　　在吊装施工中a≈R(一般a>R)，所以近似方程式tgβ=R/h
　　由上式可知吊点的位置比较接近设备重心，这就为使用矮吊车臂吊装高设备提供了条件。
　　(2)辅助吊点(即夺点)位置　应设在主吊点的相反方向，其高度与设备就位时的吊装角α有关，α角愈小夺点位置愈低，在施工中为了操作方便，减少夺绳的拉力，希望夺点位置设在裙座地脚环附近。经验证明α角在3°～4°较为合适，本例α角取3°(见图6)。

yu123130

L1-吊点至塔夺点距离；a-吊车吊绳与铅垂线的夹角；S-夺力；γ-夺绳与地面夹角；D-吊点；G-设备吊装计算重量
$ f" |, h- c. H5 E! `" J/ _# m(3)夺力S的计算　当设备基础较低时，γ角度较小可以假设γ≈0，且α角为3°时对边长接近塔半径，这时夺力的表达式为
( W/ V& Y* T" \# a* w
S=G*R/L1
7 h- a  d6 d, D% ^+ l) v0 g
　　上式适用于低基础和夺点位置在设备裙座地脚环附近时的设备吊装，这时主吊车滑车组中心线与铅垂线的夹角α必须满足tgα=R/L1的条件。
' l$ c  B& V8 _" i: G1 q, [# u0 P　　工程上考虑到就位时的可调性通常采用2个夺吊点，用2套卷扬机滑车组做合成夺力，当采用2根夺绳时，2根夺绳拉力的合力方向应与主吊车滑轮组和设备基础中心在同一铅垂面内。
　　(4)以溶剂回收塔为例，平面偏吊主要参数的验算

tgβ=a/h=1/3=0.3333
β=18°26′
: k# `: M: k/ h& k
  g* p2 D. m' P, L0 }/ k; n　　h=3m(主吊点至重心的距离)
2 W9 h( ^6 x+ B: i" y# S　　a=1m(塔半径R=0.8m，但考虑加保温层厚度吊耳应露于其外，因此a>R较多)β在规范要求内。
. B2 T5 F' S' R2 u' F8 ]　tgα=α/L1=1/19=0.053　a≈3°
　S=G*R/L1=50×1/19=2.63(t)
　　选用2套5t卷扬机滑车组作夺力大有富余，为了就位时缓慢进行拉直，采用10t、3—3滑车组。

    4.4　吊装过程的控制及注意事项
　　(1)吊装中间控制　主要是控制主吊车滑车组起升速度与抬尾吊车向前送的速度，应尽量使主吊车提升速度与抬尾吊车伸臂前进速度同步，在吊装中间为了防止设备摆动，在主吊点稍下处拴2根溜绳控制。

( E2 D9 ?" Y* L$ u& r5 P1 p( ?% sVM+Vytgθ
; K+ R) _3 ^4 R" d- z
式中：VM——尾部的前进速度；
8 }+ {8 ?% i( P+ ^3 e: R7 ~' F　　Vy——设备吊点垂直提升速度；
# k- C6 R3 V/ Q. \0 g  N- f( R　　θ——设备与地面之间的夹角。
　　从公式中可知，当设备轴线与地面之间夹角小于45°时，提升速度远大于前进速度；当设备轴线与地面夹角大于45°时，前进速度逐渐加快，在设备即将离地时，设备主吊点每提升一点，需要尾部吊车前送很长一段距离。因此设备倾角θ小于45°时，可以适当提高吊车的提升速度，适当控制抬尾吊车前送速度；当θ超过45°时，可适当放慢提升速度，适当加快抬尾吊车前送速度，在设备即将离地悬空时，应控制提升速度缓慢工作，以防冲击。
4 R2 C# a( g) z3 @/ W, i+ P　　(2)设备悬空的控制　设备即将悬空时，设备与主吊车臂顶部水平距离较小，故侧牵引索必须严格控制，防止悬空时塔体碰擦吊车顶部。设备离地悬空时将转动一定的角度，因此在设备裙座处设置牵引滑车组，使设备在吊装过程缓慢转动。

ntguan

很详细，谢谢yu123130