龙门吊设计计算书Word格式文档下载.docx
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15.5m/s，对应计算风压150N/m2。
风荷载计算公式：
PWⅡ=CpⅡA
式中PWⅡ——作用在起重机上的工作状态下的风载荷，单位为N
Ⅱ
p——与设计工况相对应的计算风压，单位为N/m2，p=150N/m2
C——风力系数，龙门吊主梁桁架C=1.7，龙门吊支腿钢管C=0.7。
A ——起重机构件垂直于风向的实体迎风面积，单位为m2，它等于构件迎风面积的外形轮廓面积A0乘以结构迎风面充实率φ，即A0=Aφ。
对于平面桁
1-hn
架结构A=
1-hjA0
η——桁架结构挡风折减系数，η=0.75
φ——桁架结构的充实率，φ=0.20
n——桁架排数，8排贝雷n=8
每延米桁架轮廓面积A0=1m×
2.234m=2.234m2
A=1-h
jA0=
1-0.408
1-0.40
´
0.20´
2.234=0.74m2
工作状态龙门吊主梁桁架每延米风荷载：
PWⅡ=CpⅡA=1.7´
150´
0.74=188.7N/m=0.1887KN/m
工作状态龙门吊立柱钢管每延米风荷载：
P =CpA=0.7´
A=105A（N/m）=0.105A（KN/m2）
WⅡ Ⅱ 0 0 0
②非工作状态风荷载
风荷载的计算按《起重机设计规范》（GB3811-2008）进行，非工作状态计算风速
28.3m/s，对应计算风压500N/m2。
PWⅢ=CKhpⅢA
式中PWⅢ——作用在起重机上的非工作状态下的风载荷，单位为N
Ⅲ Ⅲ
p——非工作状态计算风压，单位为N/m2，p =500N/m2
Kh——风压高度变化系数，Kh=1.13
非工作状态龙门吊主梁桁架每延米风荷载：
PWⅢ=CKhpⅢA=1.7´
1.13´
500´
0.74=704.48N/m=0.704KN/m
非工作状态龙门吊立柱钢管每延米风荷载：
PWⅢ=CKhpⅢA=0.7´
A0=395.5A0（N/m）=0.395A0（KN/m）
3.2荷载组合
组合1：
小车在跨中起吊重物
（1）+
（2）+（5）（顺门吊行走方向风压150N/m2）组合2：
小车起吊重物在跨中横梁上行走
（1）+
（2）+（3）+（5）（顺门吊行走方向风压150N/m2）组合3：
小车起吊重物在一侧支腿处横梁上行走
（1）+
（2）+（3）+（5）（顺门吊行走方向风压150N/m2）组合4：
吊重在跨中情况下龙门吊行走
（1）+
（2）+（4）+（5）（顺门吊行走方向风压150N/m2）组合5：
吊重在一侧支腿处情况下龙门吊行走
（1）+
（2）+（4）+（5）（顺门吊行走方向风压150N/m2）组合6：
非工作状态组合
（1）+（5）（顺门吊行走方向风压500N/m2）
4、龙门吊结构计算
4.1吊具计算
龙门吊起重设备采用卷扬机起吊，卷扬机最大输出张力8t，卷扬机与80t滑车组相连，滑车组绕12线，钢丝绳直径24mm、最大破断拉力317KN，取安全系数5，则吊具理论吊装重量317×
12/5=760.8KN＞1.1×
（600+30）=693KN，满足要求。
4.2起吊平车吊梁计算
起吊平车轨道间距3.0m，吊梁采用HW428×
407型钢，吊梁跨中承受吊重荷载及吊具荷载：
P=1.1´
（600+30）=693KN。
（1）吊梁计算
HW428×
407截面参数：
x x x
A=361.4cm2，I=119000cm4，W=5560.7cm3，S=3120cm3，b=20mm
弯矩M
=PL=693´
3.0=519.75KN×
m
max 4 4
剪力Vmax=P/2=693/2=346.5KN
s=Mmax
Wx
=519.75´
106
5560.7´
103
=93.5MPa
<
[s]=
140MPa
t=Vmax×
Sx
=346.5´
103´
3210´
103=
[t]=
Ix×
b
119000´
104´
20
45.4MPa
85MPa
（2）吊耳计算
起吊平车吊梁连接吊耳结构见图2所示。
图2 60T龙门吊总体构造图
①焊缝强度计算
吊耳连接焊缝采用角焊缝，设计焊缝高度不小于10mm，焊缝强度按100MPa
计。
吊板焊缝抗拉应力：
s= Phe×
lw
= 693´
0.7´
10´
（4´
500-8´
10）
=58.9MPa
100MPa
②销接强度计算
耳板厚度为20mm，销孔加强板厚度10mm，销轴直径110mm，销轴材质为
Cr40。
耳板销孔抗剪应力：
t=P=
A
693´
140´
2´
20´
2
=61.9MPa
85MPa
s=P=
103 =
[s]=
耳板销孔抗压应力：
A 110´
40´
78.75MPa
c 200MPa
销轴抗剪应力：
t=
P= 693´
2A 2´
（p´
1102/4）
=36.5MPa
125MPa
4.3门吊主梁、支腿结构计算
门吊主梁、支腿结构计算采用计算机电算和手算相结合的方式，电算程序采用
CSI公司的Sap2000专业结构设计软件。
门吊结构计算模型见图3所示。
（1）计算工况
图3 门吊结构计算模型
工况1：
自重荷载+起升荷载（773KN）+工作风载（150N/m2）工况2：
自重荷载+起升荷载（773KN）+小车制动荷载（77.3KN）+工作风载（150N/m2）组合3：
自重荷载+起升荷载（773KN）+小车制动荷载（77.3KN）+工作风载（150N/m2）组合4：
自重荷载+起升荷载（773KN）+门吊制动荷载（140.3KN）+工作风载（150N/m2）组合5：
重荷载+起升荷载（773KN）+门吊制动荷载（140.3KN）+工作风载（150N/m2）组合6：
重荷载+非工作状态风载（500N/m2）
（2）门吊主梁桁架内力计算结果
内力
工况1
工况2
工况3
工况4
工况5
工况6
容许值
表1 门吊主梁贝雷桁架计算内力值
弦杆（KN）
262.58
265.16
97.47
275.51
135.17
43.62
560
竖杆（KN）
96.24
110.59
125.47
101.80
117.11
25.44
210
斜杆（KN）
51.43
57.28
83.26
55.04
79.64
13.02
171.5
最大位移（mm）
fx=2.6
fy=4.4fz=-40.2
fx=16.6
fx=15.8
fy=4.0fz=-20.2
fx=3.3
fy=38.2fz=-44.7
fx=2.2
fy=23.7fz=-23.6
fx=0.7
fy=8.0fz=-9.3
L/400
=27000/400
=67.5
注：
200型贝雷设计容许内力参照321型贝雷进行取值。
（3）支腿内力计算
①支腿内力计算结果
表2 门吊支腿计算内力最大值
杆件
Φ325×
10
轴力N（KN）
522.38
611.00
642.12
656.79
735.77
189.50
弯矩Mx（KN·
m）
26.17
30.61
32.26
32.23
36.01
9.12
弯矩My（KN·
5.44
15.39
11.90
6.76
10.85
3.42
Φ273×
7
208.77
278.31
160.88
210.22
103.81
29.69
2.55
3.80
3.39
2.65
3.06
1.99
1.98
1.25
2.75
0.98
1.10
1.47
Φ159×
5
14.80
17.38
19.19
70.89
95.88
22.00
端梁
HW400×
400
弯矩Mx（KN·
93.10
109.63
115.34
93.56
97.72
25.31
剪力V（KN）
285.12
338.51
359.41
299.18
320.13
78.56
底横梁
2HM582×
300
97.41
102.97
144.53
134.51
192.72
50.85
344.24
363.90
510.56
475.20
680.64
179.92
②Φ325×
5钢管应力计算
由表2可知，Φ325×
10钢管在工况5荷载作用下受力最大：
轴力N=735.77KN，弯矩Mx=36.01KN·
m、My=10.86KN·
m，其强度应力：
s=N+
Mx
gxW
+My
gyW
=735.77´
103+
98.96´
102
36.01´
1.15´
756.09´
+ 10.86´
=128.3MPa<
[s]=140MPa
x
式中：
gx、gy——与截面模量相应的截面塑性发展系数，g
10钢管的拉弯和压弯稳定性按以下两个公式计算：
=gy
=1.15
bmxMx
btyMy
jA æ
+h
Nö
W
gxWx
ç
1-0.8 ÷
N'
jby y
s=N
è
btxMx
Exø
bmyMy
jA+h W+ æ
ö
y jbx x
gWç
1-0.8N÷
y yç
N'
÷
è
Eyø
jx、jy—轴心受压构件稳定系数，Φ325×
10钢管计算长度l=5.2m，
长
细比l=
jx=jy
=5.20.115=45.6，a类截面，查表得稳定系数得
l
i
=0.927。
jbx=jby
jbx、jby—均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数，闭口截面
=1.0
bmx、bmy、btx、bty—等效弯矩系数，jmx=jmy=jtx=jty
=1.0
h—调整系数，闭口截面取0.7
Ex、N'
Ey—参数，N'
Ex=N'
Ey=p2EA/（1.1l2）=8.796´
106N
o=N+
1 jA
æ
Nö
= 735.77´
103 +
÷
1.0´
36.01´
+ ´
1.0´
10.86´
0.927´
98.96´
æ
3
10ç
1-0.8´
735.77´
103ö
0.7
1.0´
ø
ç
8.796´
106÷
=134.6MPa<
o= N
btxMx
bmyMy
2 jA+h W+ æ
gWç
1-0.8N÷
106+
=126.9MPa<
③Φ273×
7钢管应力计算
由表2可知，Φ273×
7钢管在工况2荷载作用下受力最大：
轴力N=278.31KN，弯矩Mx=3.80KN·
m、My=1.25KN·
=278.31´
58.5´
3.80´
379.3´
+ 1.25´
=59.2MPa<
7钢管的拉弯和压弯稳定性按以下两个公式计算：
7钢管计算长度l=5.2m，长细比l= =5.20.094=55.3，a类截面，
查表得稳定系数得jx=jy
=0.899，
Ex
=N'
Ey
=p2EA/（1.1l2）=3.536´
106N
= 278.31´
3.80´
1.25´
0.899´
58.5´
278.31´
3.563´
=64.5MPa<
o=N
=63.0MPa<
④Φ159×
7钢管在工况5荷载作用下受力最大：
轴力N=95.88KN。
其计算长度l=7.15m，长细比l=
系数得j=0.429。
=7.150.0545=131.2，a类截面，查表得稳定
s=N=
jA
95.88´
0.429´
24.2´
=92.3MPa
140MPa
⑤端梁HW400×
400应力计算
端梁HW400×
400在工况3下弯矩最大，Mmax=115.34KN·
m，在工况3下剪力最大，Vmax=359.41KN
400截面参数：
A=219.5cm2，I=66900cm4，W=3340cm3，S=1800cm3，b=13mm
=115.34´
3340´
=4.5MPa
=359.41´
1800´
66900´
13
74.3MPa
⑥底横梁2HM582×
300应力计算
底横梁2HM582×
300在工况5下弯矩最大，Mmax=192.72KN·
m，在工况5下剪力最大，Vmax=680.64KN
HM582×
300截面参数：
A=174.5cm2，I=103000cm4，W=3530cm3，S=1891.2cm3，b=12mm
s=Mmax
2´
=192.72´
3530´
=27.3MPa
=680.64´
1891.2´
Ix×
2´
103000´
52.1MPa
4.4门吊行走平车支座反力及抗倾覆稳定性计算
各工况荷载作用下计算得到的龙门吊行走平车支座最大反力和最小反力见表3
所示。
表3 龙门吊行走平车支座反力计算结果
工况
最大反力（KN）
最小反力（KN）
323.43
303.50
156.20
192.54
103.99
102.40
由表3可知，在各个工况中龙门吊行走平车支座最大反力为680.64kN，最小反力为102.40kN，均不出现拉力。
说明在上述计算工况中门吊行走平车不会脱空。
工作状态下单侧支腿最小抗倾覆力矩M=103.99×
6.5=675.94KN·
m>
0 ，非工作状态下单侧支腿抗倾覆力矩M=102.40×
6.5=665.6KN·
0，说明龙门吊抗倾覆稳定性满足要求。
5、结论
（1）龙门吊主梁贝雷弦杆最大内力275.51KN，竖杆最大内力125.47KN，斜杆最大内力83.26KN，均小于容许承载力，龙门吊支腿结构钢管、端梁、底横梁最大应力均小于容许应力，结构强度满足要求。
（2）龙门吊在跨中起吊情况下主梁最大变形44.7mm，小于规范容许的
L/500=27000//500=54mm。
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