①设计计算主梁梁高
运行冲击系数取φ4=1.16;起升冲击系数取φ2=1.14;额定起重量Q=320000N;小车自重重量GXC=40000N(小车自重重量参照同类小车的自重,对没有参照的小车自重,可先估算,待设计完小车后,再回过头来验算主梁的设计计算);小车基距b=980mm;主梁跨度S=22500mm;
截面腹板厚度之和:δ=16mm,δ1=8mm,δ2=8mm采用Q235材料;
许用应力:[σ]=1.40×105kN/m2;弹性模量:E=2.1×108kN/m2;
许用刚度:推荐初选设计主梁:β=700(A5级以下);
腹板加强劲重量比腹板重量:α=1/3;
走台栏杆轨道机械电气设备重量比主梁重量:λ=0.2;
材料比重:γ=78.5kN/m3;
C1为将小车轮压转化为跨中集中力时计算弯矩的换算系数,C1=1;
C2为将小车轮压转化为跨中载荷计算挠度的换算系数
[Q]>Q=320kN,刚度为控制条件。
经济梁高:
圆整取:hg=1150mm(作为主梁上下盖板之间的净高)
②初步确定主梁截面面积
经济梁高上盖板与腹板截面积之比取:?
上盖板的截面积尺寸:?
上盖板的厚度:δ3=12mm
下盖板的厚度:δ4=12mm
上盖板的宽度:?
圆整取:by=500mm,作为主梁腹板之间的净宽。
③确定承压梁的梁高
根据前面计算和用户给定参数得:φ2=1.14;φ4=1.16;GXC=40000N;Gq=170000N;Q=320000N;δ1=δ2=8mm;δ3=12mm;δ4=20mm;B2=576mm;[τⅠ]=140/1.732=80MPa;Ix=2.3×109mm4。
考虑制作的工艺性,承压梁梁高按经验公式取值。
h1=(0.25~0.5)h;B1=(1.2~1.6)B2;取h1=300mm,B1=876mm
则Sx=4059680mm3
所选承压梁梁高和截面符合要求。
④主梁的筋板布置
主梁采取半偏轨梁,对腹板120<1150/8=144≤160,根据腹板的加劲原则,在梁全长内设置横向大加筋板和小三角筋板,并同时在受压区设置一道和第二道纵向加劲杆。**道高度设置在距腹板受压边缘(0.2~0.3)h0处,第二道设置在距腹板受压边缘(0.5~0.7)h0处;主梁大隔板间距(除两端尺寸外)a=2000mm,省去小隔板,采用小三角筋板。h0=1150,取**道高度为300mm,第二道高度在距腹板受压边缘800mm。
对上盖板,508/12=42≤50,根据盖板的加劲原则,上盖板不需布置纵向加劲杆。
⑤对主梁进行Ⅲ类载荷组合验算
两腹板中心线间距:b1=508mm;
主梁高度:h0=1150mm(净空);
大车加减速:a=0.15m/s2;
半个大车的结构重量:Gq=84000N(主梁+走台);
主梁走台自重均布载荷:?
均布载荷在跨中引起的*大弯矩:?
作用于一根主梁上的载荷:
在设计小车时,得a1=490mm,a2=490mm;
主梁截面几何参数:Ix=7.52×109mm4;y1=629mm;y2=545mm;Iy=1.62×109mm4;x1=299mm;x2=277mm。
a.主梁垂直静挠度
垂直刚度满足设计要求。
b.垂直平面内的应力计算
?集中力引起的跨中*大弯矩
垂直平面内主梁跨中截面正应力
c.水平平面内的应力计算(主梁惯性载荷产生的弯矩)
?均布惯性载荷
均布惯性载荷跨中产生的*大弯矩:?
小车对主梁的集中惯性载荷
Pg=1.5(GXC+Q)×0.1×0.5×a=1.5×(4+32)×104×0.1×0.5×0.15=4.05×103(N)
集中惯性载荷引起的跨中*大弯矩:
水平平面内主梁跨中截面正应力:
综合应力:σ=1.15(σ1+σ2)=1.15(115.3+5.00)=138.34MPa≤[σ]=140MPa式中,1.15为考虑主梁跨中的约束扭转和约束弯曲的影响,强度满足设计要求。
水平刚度满足设计要求。
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