1吊蓝结构计算方法.doc

目 录1. 吊篮结构计算1.1 风载荷计算1.1.1、风压的计算1.1.2、风载计算1.3 悬挂机构承载力计算1.3.1 支架结构和受力分析1.3.2 结构几何量计算（1）空心管截面面积（2）截面惯性矩（3）抗弯截面模量（4）惯性半径1.3.3 满载时结构计算（1）钢丝绳承载力验算（2）横梁 ABC 轴向应力（3）上下撑杆应力1.3.4 空载时结构计算1.3.5 结构稳定性计算(1) 压杆柔度（2）横梁 ABC 稳定性计算（3）撑杆 BD 稳定性计算1.4 悬挂机构承载力详细计算1.4.1 满载时结构受力计算（1）钢丝绳承载力验算（2）横梁 ABC 轴向应力（3）上下撑杆应力1.4.2 空载时结构受力计算1.4.3 钢丝绳预紧力选择方案1.4.4 典型结构钢丝绳预紧力选择举例1.5. 骑墙架悬挂结构受力分析2. 非标吊篮计算主要符号和缩写符号 单位 含义 备注kw2/mN风压o基本风压gz- 高度 Z 处的风振系数s- 风压体型系数Z- 风压高度变化系数Vms风速a 承重钢丝绳中心到支点间的距离b 配重中心到支点间的距离h 悬挂机构杆件截面高度t m悬挂机构杆件截面厚度c 悬挂机构杆件上撑杆高度A2截面面积I截面惯性矩m截面惯性矩ZW抗弯截面模量i惯性半径压杆柔度im惯性半径L 钢丝绳长度d钢丝绳公称直径° 悬挂机构悬臂与钢丝绳夹角FN悬吊平台、钢丝绳、载荷等总悬挂载荷G 配重载荷oT钢丝绳预紧力TN钢丝绳张力max钢丝绳破断拉力B平台宽度L平台长度s2Nm材料屈服强度b2材料抗拉强度p2材料比例极限E2Nm材料弹性模量2许用应力n - 许用安全系数1.1、风载荷计算1.1.1、风压的计算按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 第 7 章, 风载荷标准值计算为：，其中:ozsgkw:高度 Z 处的风振系数,按照《建筑结构荷载规范 》查表 7.5.1；z:风压体型系数, 按照《建筑结构荷载规范》矩形面取 1.3；s:风压高度变化系数,按照 《建筑结构荷载规范 》查表 7.2.1；Z:基本风压,其值为 （ 为风速）。

建议按 50 年一遇全ow160/2vwov国各城市基本风压查《建筑结构荷载规范》 （如江苏地区为 ）2/450mN1.1.2、风载计算作用在吊篮上的风载荷为：AwFk: 吊篮迎风外轮廓面积； ：结构的充实率：吊篮为钢管桁架结构，建A议取 0.61.2 结构抗倾覆计算图 1 吊篮悬挂机构布置示意图按照 GB19155-2003，抗倾覆系数 K 应大于 22aFbGk式中：F—悬吊平台、载荷、钢丝绳质量总和；G—配重；a—承重钢丝绳中心到支点间的距离；b—配重中心到支点间的距离1.3 悬挂机构承载力简化计算1.3.1 支架结构和受力分析 E图 2 吊篮悬挂机构参数 (F:吊点总重，G：配重)表 1，标准吊篮悬挂机构结构主要参数梁截面高度 h 梁截面厚度 t 前梁长度 a 中梁长度 b 上撑杆高度 c 钢丝绳长度 L 钢丝绳直径d图 3 吊篮悬挂机构受力图横梁 ABC 受轴向压力和弯矩组合作用，只需要计算危险截面 B 处应力,左右截面相同上、下撑杆受均匀轴向应力横梁和撑杆都受轴向压力，若过长需要校核稳定性ABCDABCPTTD1.3.2 结构几何量计算（1）空心方管截面面积（1）22)(thA（2）截面惯性矩（2）44)2(1tI（3）抗弯截面模量（3）44)2(62thhIWZ（4）截面惯性半径（4）2244)(1thAIi 结构参数见 1.3.1 节图 2.1.3.3 满载时（ ）结构受力计算FTsin（1）钢丝绳承载力验算钢丝绳张力（）sinFT钢丝绳安全系数 （）max为钢丝绳破断拉力，安全系数应不小于 9（依据 GB19155-2003：5.4.6.2 规maxT范要求）,钢丝绳最小直径不应小于 6mm。

2）横梁 ABC 轴向应力：（）sincoAF计算应力值应该小于许用应力 才符合要求，即：（3）上下撑杆应力（）AGF计算应力值应该小于许用应力 才符合要求，即：1.3.4 空载时（ ）结构计算0F横梁 ABC 只有弯曲应力：（）ZoWaTsin计算应力值应该小于许用应力 才符合要求，即：为钢丝绳预紧力，空载时下撑杆应力和丝绳张力比满载时小，不再需要校核，oT即空载时只需要校核钢丝绳预紧力引起横梁 ABC 的弯曲应力1.3.5 结构稳定性计算(1) 压杆柔度横梁 ABC 和撑杆 BD 受压力，若方管柔度 计算值大于柔度界限值 ，p则需要校核稳定性,否则不需要材料为 Q235，弹性模量 GPa，比例极206E限 MPa，根据欧拉公式计算柔度界限值 ：20p p96201ppE压杆自身的柔度为 li为惯性半径，方管截面面积、惯性矩和见 1.3.2 节, 为约束因数（本AIi 文铰支撑，取 =1） ， 为压杆杆长l（2）横梁 ABC 稳定性计算il为横梁 ABC 全长若 计算值大于柔度界限值（ =100） ，则校核稳定性l p（否则不需要） 。

临界压力 为欧拉公式crF2lEIcr材料为 Q235， GPa，截面参数见 1.3.2 节，结构参数见 1.3.1 节图 2，横206E梁 ABC 实际压力载荷为 ，所以稳定性安全系数为：cosTP； csFnrr（3）撑杆 BD 稳定性计算 il为横上、下撑杆 BDE 全长，若 计算值大于柔度界限值（ =100） ，则校核l p稳定性（否则不需要） 临界压力 为欧拉公式crF2lEIcr材料为 Q235， GPa，截面参数见 1.3.2 节，结构参数见 1.3.1 节图 2，实206E际压力载荷为 ,所以稳定性安全系数为：GFP2lGFEIPncr1.4 悬挂机构承载力详细计算1.3 节为常用的简化计算方法，它是把前支撑 点假设为固定端，并未B考虑主梁 和钢丝绳组合体的整体 变形协调，而且直接假设 前梁横向力ABC但外力 的分配实际上与钢丝绳和前梁刚度比相关，应把0sinTPQP主梁 简化为外伸梁，前支撑 点为铰支撑，如图 4,其变形情况才符合实B际情况本节不是必要计算，可作为特殊要求时更精确和详细的计算支架结构和受力图和参数同 1.3.1 和 1.3.2 节。

a）悬挂机构总体变形图（b）空载时吊点局部变形图 （c）满载时吊点局部变形图图 4 吊篮悬挂机构受力变形图1.4.1 满载时结构受力计算（1）钢丝绳承载力验算利用变形协调关系，可获得钢丝绳总张力（推导过程从略）：（） FTosin1其中， 为钢丝绳预紧力， 为钢丝绳和梁的刚度比oT（）IbaAL3)(12结构参数见 1.3.1 节钢丝绳安全系数 （）Tnmax为钢丝绳破断拉力，安全系数应不小于 9maxTCow0LCwLABCPTTD（2）横梁 ABC 轴向应力前梁横向力为 ，前梁和中梁受轴向压力和弯矩组合作用，sinTFQ最大应力都发生在 截面，其值均为：B（）ATWaZcossi结构参数 等见 1.3.1 节图 2 计算应力值应该小于许用应力 才符合要AWZ, 求，即： （3）上下撑杆应力（）AGF计算应力值应该小于许用应力 才符合要求，即：1.4.2 空载时（ ）结构受力计算0F横梁 ABC 只有弯曲应力：（）ZoWaTsin计算应力值应该小于许用应力 才符合要求，即：为钢丝绳预紧力，空载时下撑杆应力和丝绳张力比满载时小，不再需要校核。

oT1.4.3 钢丝绳预紧力 选择方案oT由 1.4.1 和 1.4.2 计算可看到， 为钢丝绳预紧力为一个非常重要的参数，它的大小直接影响悬挂机构钢丝绳总张力、横梁 ABC 轴向应力、上下撑杆应力的大小典型地，若钢丝绳预紧力合适，可使得满载时前梁横向力为零，即设，可得：0sinTPQ（）sin1PTo该式表明，钢丝绳预紧力合适，可以保证承载时前梁弯曲应力为零，即最大程度减少结构的应力 为钢丝绳和梁的刚度比，（）IbaAL3)(12结构参数见 1.3.1 节 1.4.4 典型结构钢丝绳预紧力 选择举例oT对于 1.3.1 节的典型结构数据，前梁分别取 ，按上节最ma7.0,15.大程度减少结构应力的要求，则可计算出对钢丝绳预紧力要求，即为表 2：表 2，典型悬挂机构获得机构结构最小应力所需要的钢丝绳预紧力值前梁长度 m 前梁端向力 钢丝绳预紧力 N 钢丝绳总张力 N 1.5 0 369 123001.0 0 650 95670.7 0 1140 8028该表给出了典型悬挂机构钢丝绳最佳预紧力值。

这虽然不能作为强制要求，但该表可以作为施工现场预紧钢丝绳的参考1.5. 骑墙架悬挂结构受力分析骑墙架悬挂结构受吊体重力： 骑墙架侧向剖面图为：图 4 骑墙架参数(W:吊点总重)受力图为：图 5 骑墙架受力图由平衡可得： , , ,WFeLNWecLNMmax而：3333 261212 thbhthbz 结构最大应力： WecLthtbhWMz 33max 262. 非标吊篮计算对于一般性加长或加高的非标吊篮，若结构形式和 1.3.1 节图 2 相似，只是悬架长度等参数不同，如超长悬臂、超高压杆稳定性等结构计算，完全可用以上方法计算，不需要重复对于其它形式的非标吊篮，可针对性作计算规范2.3 超长悬吊平台的抗弯验算，其他的计算等等1.3.2 考虑风载钢丝绳动张力钢丝绳动张力：WkTd动荷系数为：  gaLvkdd 1221L 为篮体到吊点的高度， 。