1、关于上报竖井龙门吊设计方案及计算书的函项目部函2015 025 号1 竖井龙门架设计方案为便于进行竖井 32 锚杆钻孔安装及后续施工，我方于竖井上部制作一龙门架，该龙门架由工字钢横梁、15 槽钢立柱以及卷扬机组成。其中工字钢横梁 6工 10 工字钢焊接组合而成的箱形梁，长度为 6m，具体构造详见附图 2；立柱采用 815 槽钢组成，立柱基础采用 1m1m1m 砼扩大基础，并采用工字钢斜撑，斜撑基础为0.5m0.5m0.5m 基础，立柱基础及斜撑基础埋件均采用工字钢埋件，立柱结构及基础埋件详见附图 1；吊耳采用 20. 4cm25cm2cm 钢板和 20cm20cm1cm 钢板以及 4块三角形
2、15cm15cm1cm 钢板支撑组成；卷扬机基础为 200cmm220cm50cm 混凝土浇筑块，距离龙门吊横梁 4.2m；基础图详见附图 3。2 龙门架横梁设计及强度分析2.1 梁的受力分析横梁自重：P1=67.26 10/1000=4.03KN；起吊重量以安全考虑，按 6t 计算，可得横梁起吊重量 P2=610/2=30KN。2.2 横梁的材料选型横梁采用 6工 10 工字钢焊接组合而成的箱形梁；横梁长度 l=6m；其材料弹性模量 E=210109Pa；查型钢截面特性表得此箱形截面特性参数见表 1-1。截面特性参数表表 1-1参数 工 10 6工 10 单位 备注A 14.345 86.0
3、7 cm2G 11.261 67.2 kg/mIx 245 1470 cm4Wx 49 294 cm3d 4.5 27 mmt 7.6 45.6 mmix 4.14 24.84 cmiy 1.52 9.12 cmSx 28.2 169.2 cm3 x 1.05 X 轴塑性发展系数2.3 横梁的力学计算 梁的内力计算由于吊篮在运行过程中，卷扬机启动瞬间对横梁有瞬时冲击作用，根据我国起重机设计规范要求，取起升冲击系数及起升荷载动载系数之和为 1.2，得荷载为：P=1.2（ P1+P2）=40.82KN那么有支座反力及横梁最大弯矩为：支座反力：RA=RB=P/2=20.41KN荷载简图最大弯矩：Mm
4、ax=PL/4=61.23 KNm(按两端固定梁计算)弯矩图 梁的强度及刚度验算弯曲正应力为：max=Mmax/ （xWx）=198.3MPa两端剪应力为：A=B= （RASx ）/（Ixtw）=5.2MPa 根据以上计算结果可得：弯曲正应力：=198.3MPaf=215MPa (抗弯设计值)支座最大剪应力：max=5.2MPaf=125 MPa(抗剪设计值)因此，根据以上计算结果得龙门架横梁强度及刚度满足安全运行要求3 龙门架立柱结构计算及校核3.1 立柱的材料选型立柱采用 8 根15 槽钢，计算按 4 根工 15 工字钢计算；立柱长度 l=3m；截面积为 142cm2，回转半径 i=6.9
5、2；其材料弹性模量 E=210109Pa，抗压强度设计值 f=215MPa ；钢立柱的长细比:=L/i=43.35；查表得构件的稳定系数 =0.840。3.2 立柱的强度验算 作用在立柱上的的轴心压力由于吊篮在运行过程中，卷扬机启动瞬间对横梁有瞬时冲击作用，根据我国起重机设计规范要求，取起升冲击系数及起升荷载动载第数之和为 1.2，得荷载为：P=1.2（P1+P2）=40.82KN那么有支座反力及立柱轴心压力为：支座反力：RA=RB=P/2=20.41KN轴心压力：N= RA=20.41KN 立柱的强度验算根据轴心受压计算公式：=N/（ A）=1.71 MPaf=215MPa (抗压强度设计值
6、)因此，根据以上计算结果得立柱强度及刚度满足安全运行要求。卷扬机基础结构受力分析卷扬机基础为 200cm220cm50cm 混凝土浇筑块，距离龙门吊横梁 4.2m，g 取10N/kg，可得到：卷扬机基础重量G122.20.52322101000+240*10/100053.48KN卷扬机自重G22.2100010100022KN卷扬机总重GG1G275.48 KN实际吊重按 3t 考虑F3101000 1000 30KN受力简图若能保证龙门吊的正常运行，必须 GsinaF，sina=0.511既 75.480.511=38.57KNF，所以满足施工要求。5 吊耳受力分析龙门架采用 1 只吊耳，
7、吊耳构造如下图所示，吊耳厚度按 40mm 计算，承重按 6t，约等于 60000N。吊耳构造示意图吊耳受力计算图5.1 吊耳允许荷载吊耳允许荷载按下式进行计算P=CN/n= 1.2*60000/1=72000N 式中： P 吊耳允许荷载N荷载C不均匀受力系数 （一般取值在 1.11.3 之间）n同时受力的吊耳数5.2 拉应力计算如图所示，拉应力的最不利位置在 AA 断面，其强度计算公式为：N*DS1=60000*1.2/10000=7.2 /k=205/2.8=73.2（合格）式中：拉应力N荷载（60000N)D动载系数（一般取值在 1.11.3 之间）S1A-A 断面处的截面积（250*40
8、=10000 ）钢材允许拉应力k钢材允许拉应力系数（一般取 2.53.05.3 剪应力计算如图所示，剪应力的最不利位置在 BB 断面，其强度计算公式为： N*DS2=60000*1.2/8160=8.82/k=120/2.5=48（合格）式中：剪应力N荷载（60000N)D动载系数（一般取值在 1.11.3 之间）S2 B-B 断面处的截面积（ 204*40=8160）钢材允许剪应力k钢材允许拉剪应力系数（一般取 2.53.0）5.4 局部挤压应力计算如图所示，局部挤压应力的最不利位置在吊耳与卡环的结合处，其强度计算公式为：cjN*D（ t*d）=60000*1.2/（4039）=46.15
9、cj /2.5=205 /k=82（合格）式中：cj局部挤压应力N荷载（60000N)t吊耳厚度D动载系数（一般取值在 1.11.3 之间）d销轴直径（5t 卡环，卡环轴径 39mm）cj钢材允许压应力k 钢材允许拉应力系数（一般取 2.53.0）5.5 焊缝强度计算PN*D(LW*h) =60000*1.5/（(408-28)14）=16.921/k=160/2.8=57.1（合格）式中：P 焊缝应力N荷载D动载系数（一般取值在 1.31.5 之间）LW焊缝长度(一般取焊缝周长，减去 2 倍焊缝高度）h焊缝高度(取中间 20mm 钢板的 0.7 倍）1焊缝允许应力k焊缝允许应力系数（一般取 2.53.0）综上所述，吊耳强度满足使用要求。
