要求
②对虚轴根据等稳条件确定肢间距离
假定肢件绕本身轴的长细比λ1=0.5λy=0.5×50.97=25.49,取
λ1=25
按照等稳原则λox=λy得:
λx=(λy2-λ2)
2-λ2)
1
1/2=(50.972-252)1/2=44.42
ix=lox/λx=500cm/44.2=11.26cm
h=11.26cm/0.44=25.59cm,取h=260mm
两槽钢翼缘间净距:
260-2×78mm=104mm>100m满m足,构造要求
验算绕虚轴稳定:
Ix=2×(175.9cm
4+34.91cm2×10.932cm2)=8692.84cm
4
ix=(Ix/A)
1/2=(8692.84cm4/69.82cm2)1/2=11.16cm
λx=lox/ix=500cm/11.16cm=44.80
λox=(λx2+λ2)
2+λ2)
1
1/2=(44.802+252)1/2=51.30<[λ]=150
查表得:
ψ=0.847(b类截面)
N/(ψA)=50000N/(0.847×69.8
2×102mm2)=8.45N/mm2<215N/mm2,
满足要求
③缀板设计
缀板间净距:
l1=λ1i1=25×2.42cm=60.5cm,取l1=60cm
缀板宽:
(取肢间距的2/3),b=2/3×21.86cm=14.57cm
厚:
(取肢间距的1/40),t=1/40×21.86cm=0.55cm
取h×t=200mm×6mm
缀板轴线间距:
l=l1+b=40cm+20cm=60cm
柱分肢的线刚度:
I1/l=175.9cm
4/60cm=2.93cm3
两块缀板线刚度之和为:
[2×1/12×0.6cm×203cm3]/21.86cm=36.57cm
3cm3]/21.86cm=36.57cm
3
比值36.57cm
3/2.93cm3=12.48>6,满足缀板的刚度要求
6.吊车梁设计
①初选截面(未计自重)
梁跨中最大弯矩:
Mmax=1/4×F×l=1/4×50kN×10m=125kN·m
所需净截面抵弯矩:
6)/(1.05×215)mm3=553.71cm
3
Wnx=Mmax/(γxf)=(125×10
梁的高度在净空方面限制500cm,根据刚度要求,梁的容许挠度
为l/800,查表可得其容许最小高度为:
hmin=l/8=125cm
按经验公式可得梁的经济高度为:
he=7(Wnx)
1/3-30cm=7×(553.71cm3)1/3-30cm=27.48cm
考虑刚度要求,初选梁为“工45a”,hw=450mm
腹板厚度按负担支点处最大剪力需要,由经验公式可得:
tw=1.5V/(hwfv)=(1.5×50000N)/(450mm×125N/mm
2)=1.3mm
依剪力要求所需腹板很小
腹板厚度按局部稳定性需要,由经验公式可得:
tw=(hw)
1/2/11=(45cm)1/2/11=0.61cm=6.1mm
选用“工45a”,腹板厚度为tw=11.5mm
按近似公式计算所需翼缘板面积:
bt=Wnx/hw-(twhw/6)=553.71cm
3/45cm-(1.15cm×45cm/6)
2=3.68cm
试选“工45a”,翼缘板宽度为150mm
则所需厚度为t=368mm
2/150mm=2.45mm
选用“工45a”,翼缘宽度t=18mm
②验算截面
2截面的实际几何性质:
A=102cm
4
Ix=32241cm
Wx=32241cm4/22.5cm=1432.8cm
4/22.5cm=1432.8cm
3
单位长度梁的自重:
g=1.2×(10200mm
2×10000mm×7.698×10-5N/mm3)/10m
=942.24N/m
2
梁自重产生的最大弯矩:
Mg=1.2×1/8×942.24N/m×(10m)
=14133.6N·m
=14.13kN·m
(1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造使自重增大的系数)
跨中最大总弯矩为:
Mx=125kN·m+14.13kN·m=139.13kN·m
正应力为:
σ=(139.13×10
6N·mm)/(1.05×1432.89×103)
=92.47N/mm
2<215N/mm2
支座处的最大剪力按梁的支座反力计算,其值为:
V=50000N+(1.2×9422.4N×1/2)=55653.44N=55.65KN
切应力为τ=55653.44N/(150mm×11.5mm)=32.26N/mm
2<125N/mm2
切应力很小,跨中弯矩最大处的截面切应力不再进行计算
跨中截面腹板边缘折算应力:
σ=(139.13×10
6N·mm×225mm)/(32241×104mm4)=97.21N/mm2
跨中截面剪力:
V=50kN
切应力为:
τ=(50000×1.8×15×22.5×10
3)/(32241×104×11.5)
2=8.19N/mm
(σ
2+3τ2)1/2=(97.212+38.192)1/2N/mm2
=98.24N/mm2<1.1f=236.5N/mm
2<1.1f=236.5N/mm
2
五、其他构件校核
轴力图
剪力图
弯矩图
位移图
7.横梁
h×b×t=140mm×90mm×5mm
①轴力Nmax=13.1N/mmmax=72.8N/mm2,弯矩M2<[f]=215N/mm
2,弯矩M2<[f]=215N/mm
2
2<[f]=125N/mm
②剪力Vmax=23.8N/mm
2
③挠度Δ=17.3mm<[Δ]=l/400=7500/400=18.8mm
8.檩条
h×b×t=120mm×80mm×6mm
①轴力Nmax=2.4N/mmmax=91.8N/mm2,弯矩M2<[f]=215N/mm
2,弯矩M2<[f]=215N/mm
2
2<[f]=125N/mm
②剪力Vmax=3.9N/mm
2
③挠度Δ=6.8mm<[Δ]=l/250=7500/250=30mm
9.吊车轨道
HW25×0250,t1=9mm,t2=14mm,r=16mm
①轴力Nmax=0.2N/mmmax=31.7N/mm2,弯矩M2<[f]=215N/mm
2,弯矩M2<[f]=215N/mm
2
2<[f]=125N/mm
②剪力Vmax=8.77N/mm
2
③挠度Δ=23.3mm<[Δ]=l/400=5000/400=12.5mm
10.桁架
h×b×t=120mm×80mm×5mm
①轴力Nmax=23.7N/mmmax=82.1N/mm2,弯矩M2<[f]=215N/mm
2,弯矩M2<[f]=215N/mm
2
2<[f]=125N/mm
②剪力Vmax=5.48N/mm
2
③挠度Δ=6.9mm<[Δ]=l/400=10000/400=25mm