210米以上煙囪翻模設備鷹架和橫梁結構計算書一、總體設計根據煙囪的實際尺寸，考慮到本工程的具體情況及我公司的施工經驗，決定采用雙吊籠結構（上層乘人，下層為砼料斗），用于運送砼、施工人員及其他材料。立管與鷹架尺寸立管與凈間距＝壁厚+模板+圍檁+三角架+間隙400+55×2+25×2+50×2=660為考慮坡度傾斜影響；則立管中距（跨筒壁）為660+108=768，取900為考慮坡度傾斜及擴展影響；為使鷹架整體穩定性較好，另一個方向立管中距取750。鷹架頭子尺寸因考慮橫梁稍短一些，先將天輪裝在鷹架頭子上，等橫梁滑到時將天輪改裝到橫梁上，鷹架兩端挑頭分別取內1000，外1500。鷹架立管長度（下）60001100011000（上）5000橫梁尺寸橫梁下端寬度取1120梁高初步確定為1500梁長為21000鷹架、橫梁設計計算簡圖見附圖。二、部件設計橫梁計算：橫梁為焊接桁架結構，計算長度為21米。桁架整體受力計算（荷載計算）：序號說明計算式計算結果備注均布線荷載按橫梁不割斷考慮橫梁沿長度方向每米材料：上下弦：4∠125×1222.696×4×190.784kg具體情況如下4∠125×1290.784kg腹桿：4∠75×66.905×4×1.6846.402kg下弦間邊桿：2∠75×66.905×2×1.520.715kg∠75×66.905×1.127.74kg均布線荷載qa141.62kg/m集中荷載a、內外天輪及支座自重15×460kgb、運輸砼重量0.4m3×2400kg/m3960kgc、施工電梯乘人重量65kg/人×6人390kgd、吊籠自重300kg×2600kge、吊籠纜重（φ17.5鋼絲繩）2根×h×1.04kg/m520kgf、道索繩重（φ17.5鋼絲繩）2根×h×1.04kg/m520kgg、道索張力2根×1000kg200kgh、剎車慣性力1×（Zb~d）1994kg查核動力系數荷載組合（外天輪安裝在鷹架外挑頭上）按簡支梁考慮：中間集中荷載：（活載）Pa＝（a+2b+c+d+e+f+g+h）×1.48685.6kg均布荷載（靜載）：q=qa×1.2169.94kg/m傳遞給外天輪（活載）按活載P2＝（b+c+d+e+h）×1.46249.6kg支座反力計算：桁架的計算長度為La＝21000mm桁架的計算簡圖如下：（按簡支梁）圖中：P＝8685.6kg（中間滑輪、道索及吊籠重量）q＝169.94kg/m(桁架自重線均布荷載)RA＝RB＝（q×la+p）/2=6127.2kg桁架內力計算：設計特點按桁架軸力方法計算，假定桁架用1M18螺栓組裝，該空間棱形組合桁架，可簡化為平面桁架未計算各桿的內力，將空間桁架視作高度為1500mm的平面桁架，在荷載作用下求得桁架弦桿和腹桿的內力。單個上弦承受桁架上弦內力的一半，單個腹桿的內力取為N/2cosα，N為桁架腹桿的內力。單個下弦承受桁架下弦內力的一半。計算簡圖腹桿平面內傾斜角度β＝arctg(h/500)=71.57°(按1500計算)中部桿件驗算取A節點計算簡圖見下圖所示：A節點受力簡圖α＝(180-β×2)/2=18.43°∑Y＝RA-RABcosα＝0RAB＝RA/cosα＝6127.2/cos18.43°＝6458.4kg∑X＝RAE-RABsinα＝0RAE＝RAB/sinα°＝2041.8kg取B節點進行計算簡圖如下所示：∑Y＝RBA×sinβ-RBE×sinβ=0RBE=RBA=6458.4kg∑X＝RBA×cosβ+RBE×cosβ-RBF=0RBF=RBE×cosβ+RBA×cosβ=6458.4×cos71.565×2=4083.6kg取E節點：RBE=RBF=6458.4kgRGE=RAE=2041.8kg所以R腹桿MAX=6458.4kg腹桿統一使用2∠75×6，每根與上下弦2M16連接腹桿設計最大強度S=7.29×2×2400=34992kg＞R腹桿MAX腹桿設計最大剪力τ=（0.8×0.8）×3.1416×120×4=9651kg＞R腹桿MAX擠壓設計最大強度σ=0.6×1.6×3000×4=11520kg＞R腹桿MAX焊縫最小長度L=R腹桿MAX/（0.6×2400）=4.36cm取焊縫長10cm計算復合結論：腹桿用∠75×6符合要求，腹桿連接每端采用焊接，焊接厚度不小于連接件的厚度，焊接長度不小于10cm。該橫梁加工完畢經荷載試驗，能承受施工及自重產生的荷載，滿足設計及施工要求。橫梁作為受彎構件在荷載作用下，撓度要求為：ωmax≤［ω］該橫梁受集中動荷載作用允許撓度：［ω］＝L/600＝35mm橫梁受集中動荷載作用最大撓度：公式：ωmax＝PL3/48EI式中P＝8685.6L＝21000E＝2.1×105（A3）ix=0.40hI=A×ix2＝A×（0.4×h）2＝2126.1×4×（0.4×1500）2ωmax＝PL3/48EI＝8685.6×210003/［48×2.1×105×2126.1×4×（0.4×1500）2］＝31.3mm＜35mm＝［ω］該橫梁在集中動荷載作用下最大撓度能滿足要求,可以保證橫梁正常運行，橫梁加工安裝完畢后，應進行荷載試驗，符合要求以后方可使用。（二）立管與鷹架受力計算本方案在鷹架裝拆時安全方便，故將立管間跨筒壁桿件改為用M16螺栓連接，立管與挑頭也用螺栓連接；統一使用￠108*4.5無縫鋼管相同材料制作。鷹架立管對拉螺栓驗算：荷載組合一（外荷載由前面計算得出）外天輪側橫梁傳來外荷為（取自橫梁荷載計算書）6458.4kg外天輪側天輪傳來外荷為（取自橫梁荷載計算書）6249.6kg鷹架單側自重912kg荷載小計：13620kg螺栓剪切強度復核:單采用φ20圓鋼套絲而成的螺栓,按三層計算,總受力螺栓數為24×2=48根,雙剪螺取折減系數為ψ=0.75每根螺桿剪應力(雙剪)τ:=∑P/（2×π×r2）×N×ψ＝9251.97/（2×π×1×1×24×0.75）=81.85kg/cm2τmax=81.85kg/cm2＜[τ]=1250kg/cm2當螺栓為M18時，與M20類似每根螺桿剪應力：τ＝∑P/（2×π×r2）×N×ψ＝9251.97/[（2×π×0.9×0.9）×24×0.75]＝101.05kg/cm2τmax=101.05kg/cm2＜[τ]=1250kg/cm2經驗算，對拉螺栓φ18，或φ20的強度符合要求，均可在本工程上使用。鷹架腹桿及立管內力計算見附圖一第一種狀態：當橫梁擱置鷹架內側挑頭上時計算簡圖如下：∑MH＝P1A×（1.2+0.9）+RGI×0.9-RA×0.5＝0RGI＝（PA×0.5-P1A×（1.2+0.9））/0.9＝-9903.6φ108×4.5∑M1＝P1A×1.2-RHJ0.9-RA‘×（0.9+0.5）＝0RHJ＝（P1A×1.2-PA×（0.5+0.9））/0.9＝-2672.3φ108×4.5∑MK＝P1A×1.2-RHJ0.9-RA‘×（0.9+0.5）-RHI×sinα＝0RHI＝（P1A×1.2-RHJ×0.9-PA×（0.5+0.9））/sinα＝0.05∠63×6同樣可解得：RFH＝RHJ＝-2672.3φ108×4.5REG＝RGI＝-9903.6φ108×4.5RFG＝RGH＝0.05∠63×6PA＝P1A×（300/1500）＝-1169.32RAE＝-1.414×P1A＝-1653.4［12.6RAB＝-0.707×PAE＝-1653［12.6REA＝RAE＝-1653.4［12.6REG＝-9903.6φ108×4.5REF＝0.707×REA＝-1169.32∠63×6REB＝REG+0.707×REA＝-11072.5φ108×4.5MAXPD＝RA/2＝-3364.65RDF＝-PD/cos33.69°=-4043.8［12.6MAXRDC＝-PDF×sin33.69°=2243.09［12.6RBE=REB=-11072.5φ108×4.5PB=P1μ×(1200/1500)=4677.28RBC=RDC=2243.09［12.6RBA=RAB=-1169.32［12.6RBF=(RAB-RBC)/0.707=1518.8∠63×6RFH=RHJ=-2672.3φ108×4.5RFG=RHI=0.05∠63×6MAXRFE=REF=1169.32∠63×6RFD=RDF=-4043.8［12.6RFB=RBF=-1518.8∠63×6=RFH+(RFG+RFB)×cosβ-RFDcosαRFC=RFH+RRFG×cosβ+RFBcosβ-RFDcosα=-4908φ108×44.5第二種狀態：當橫橫梁擱置鷹架架中間時計算算簡圖如下：：RA＝RA＝6729.3kgg因本圖為軸心受壓壓，各桿件的的內力明顯要要小于第一種種狀態，故省省去內力計算算過程。經過計算得知三種種截面桿件的的最大內力如如下表所示：：桿件截面應力驗算算見下表所示示：序號桿件截面最大內力截面面積截面應力許用應力σ結論cm2kgg/cm2kgg/cm212φφ108×4-110772.514..63-756..82400安全2［112.6-40433.8