450t桅杆校核文档.docx

45 0 T 桅 杆校 核 书450T桅杆校核桅杆由：450T级桅杆长度L = 62M。两端各8M，等立锥断面，中段为等截面，小端1200*1200，弦杆300*300*32，复杆130*130*14。 大端1540*1540，弦杆200*200*16，在外加贴250*250*20板。复杆100*100*12，每节为4M、6M、8M可随意组合接长。每一断面用40只M36螺栓联接分成若干节根据施工要求组成各种高度的起吊桅杆，也可组成人字型桅杆使用，材料16Mn。根据桅杆受力特点确定桅杆允许最大载荷。 J小x=J小y J大X=J大y L1 L桅杆示意图按照钢结构设计规范GB50017-2003一、 截面特性的计算1、 断面特性因为主肢角钢为20020016，GB/T9789-1988查表得：A01=62.018cm2 单个肢体的毛截面面积在外加贴250*250*20板A02=225+223=96cm2 A=A01+ A024=62.018+964=632.072 cm2 所有主肢体的毛截面面积J0=A01+ A02io2=158.0187.52 =8888.5125cm4其中io为加贴250*250*20板后的惯性半径。暂定组合杆件中单个肢体对其本身中性轴的惯性距Z0=6.54cm组合杆件中单个肢体的中性轴的距离 暂定B=154/2=77 cm组合杆件外边至中心的距离a=B- Z0 =77-6.54=70.46 cm组合杆件中单个肢体的中性轴至整个截面中性轴的距离J大X=J大y=4(J0+A0 a 2)=4(8888.5125+158.01870.462)=3173546cm4W大X=W大y= J大X /C=3173546/77=41214.88cm3C=77 cm组合杆件外边至中心的距离W大X 为桅杆抗弯截面系数 cm32、 强度校核：合=压+弯 f=Pz1A + MXW = Pz1632.072 + Q1e141214.88 = 671000632.072 + 4965001041214.88 =1061.6+120.5=1182 Kg/cm2 f=26500.850.85=1914.6Kg/cm2由于合f，桅杆强度校核验算合格。X于截面模量相应的截面塑性发展系数，格构式截面轴心受压构件的截面塑性发展系数为1。查附录一得Q345，厚度3550mm f= 2650 Kg/cm钢材的抗压强度设计值。见钢结构设计规范P17单面连接的等边单角钢按照轴心受压构件计算时的强度设计值折减系数：0.85。见钢结构设计规范P20因为在外加贴250*250*20板折减系数：0.85 当考虑制造或安装产生偏心距 e取10cm。R1=394.5tQ1=（R1+W3）k1k2=（394.5+15.78）1.11.1=496.5t=4965KN。Pz1=P1+G1+nS1+0.7T1(n0-2)+T1sin=500+50+414.2+0.733.6433.6sin30 =500+50+56.8+63.84=671t700t (基础受力)3、 整体稳定性验算 ：合=压稳+弯 f 值的确定： 中部截面的惯性距J大X为：J大X=J大y=4(J0+A0 a 2)=4(8888.5125+158.01870.462)=3173546cm4W大X=W大y= J大X /C=3173546/77=41214.88cm3两头端部的惯性距J小X为： J小x=J小y=4(J0+ A0 a2 2)=4(13132.16+181.7652.462)=2053380 cm4因为主肢角钢为30030032，GB/T9789-1988得：A0=181.76cm2 单个肢体的毛截面面积A=A04=181.764=727.04cm2 所有主肢体的毛截面面积J0=A0io2=181.768.52 =13132.16 cm4组合杆件中单个肢体对其本身中性轴的惯性距Z0=7.54cm组合杆件中单个肢体的中性轴的距离B=120/2=60 cm组合杆件外边至中心的距离a2 =B- Z0 =60-7.54=52.46 cm组合杆件中单个肢体的中性轴至整个截面中性轴的距离中部截面的回转半径r为：r= J大XA =J大XA04 = 3173546727.04 = 66.1 cm计算长度Lj为：Lj=12L1=1 ，视杆端支承情况而定，对于桅杆1=1。2依惯性距变化规律而定的长度换算系数。因为 J小xJ大X = 20533803173546 = 0.647030167又mL = 62-8-862 =0.741935483查附录二对称桅杆横断面修正系数表得2：1Lj=12L=1162=62m轴心受压长细比为：= Ljr = 6200 66.1 =93.79727685折算长细比为：zh= 2+40AAJ斜=93.7972+40158.0182181.76 = 93.89复杆130*130*32AJ斜= A1x=A1y =181.762=363.52 cm2AJ斜为构件截面中垂直于y轴的各斜缀条毛截面面积之合。Q345钢格构式截面轴心受压构件的稳定系数按照附录三中附表5，16Mn钢、16Mnq钢b类截面轴心受压构件的稳定系数表查得：稳定系数 = 0.47 W大X 为桅杆抗弯截面系数 cm3W大X=W大y= J大X /C=3173546/77=41214.88cm3 整体稳定性验算 ：合=压稳+弯 f= Pz1A + MW = 6170000.47A + Q1e41214.88 =6170000.47632.072 + 4965001041214.88 = 617000297.07 + 496500041214.88=2077+120.5=2197.5Kg/cm2fR=26500.7408350.85=1668.7 Kg/cm2A 当考虑制造或安装产生偏心距 e取10cm。B 单面连接等边单角钢按照轴心受压构件计算稳定性时的强度设计值折减系数R：R = 0.6+0.0015= 0.6+0.001593.89=0.7408351C 因为在外加贴250*250*20板折减系数：0.85D 查附录一得Q345，厚度3550mm f= 2650 Kg/cm由于合f，桅杆整体稳定性验算不合格。在实际工作中应对桅杆的失稳部位进行适当的加固。关于折减系数的说明：单面连接的受压等边单角钢稳定性。实际上单面连接的受压等边单角钢是双向压弯的构件。为计算简便起见，习惯上将其作为轴心受压来计算，并用折减系数以考虑双向压弯的影响。 根据开口薄壁杆件几何非线性理论，应用有限单元法、并考虑残余应力、初弯曲等初始缺陷的影响，对单面连接的单角钢进行弹塑性阶段的稳定分析。这一理论分析方法得到了一系列实验结果的验证，证明具有足够的精确性。根据这一方法，可以得到折减系数，即：等边单角钢：R = 0.6+0.00151见钢结构设计规范P204、 刚度校核：折算长细比为：zh= 2+40FFJ斜=93.7972+40158.0182181.76 = 93.89=150 由于zh，桅杆刚度校核验算合格。5、 单肢稳定性校核：单肢稳定性校核的部位应在桅杆吊耳下的第一节处，此处轴力虽然比中部小，但弯矩大。 内力计算；每根单肢的轴力为： N1=Nx4 + Mx2yo = Pz14 + Q1e1260 = 6170004 + 49650010120 =154250+41375=195625KgNx桅杆吊耳处的轴力；Mx-桅杆吊耳处的最大弯矩。当考虑制造或安装产生偏心距e取10cm。yo=120/2=60 cm 桅杆吊耳处的组合杆件外边至中心的距离 稳定性校核： N1A0fA0=62.018+96 =158.018cm2 单个肢体的毛截面面积 值的确定： 中部截面的惯性距J大X为：J大X=J大y= (J0+A0 a 2)= (8888.5125+158.01870.462)=793386.5cm4W大X=W大y= J大X /C=793386.5/77=10303.7cm3两头端部的惯性距J小X为： J小x=J小y= (J0+ A0 a2 2)= (13132.16+181.7652.462)=513345 cm4因为主肢角钢为20020016，GB/T9789-1988查表得：A01=62.018cm2 单个肢体的毛截面面积在外加贴250*250*20板A02=225+223=96cm2 A0=A01+ A02 =62.018+96 =158.018 cm2 所有主肢体的毛截面面积J0=A01+ A02io2=158.0187.52 =8888.5125cm4其中io为加贴250*250*20板后的惯性半径。暂定组合杆件中单个肢体对其本身中性轴的惯性距Z0=6.54cm组合杆件中单个肢体的中性轴的距离B=120/2=60 cm组合杆件外边至中心的距离a2 =B- Z0 =60-6.54=53.46 cm组合杆件中单个肢体的中性轴至整个截面中性轴的距离中部截面的回转半径r为：r= J0A0 = 8888.5125158.018 = 7.5 cm计算长度Lj为：Lj=12L1=1 ，视杆端支承情况而定，对于桅杆1=1。2依惯性距变化规律而定的长度换算系数。因为 J小xJ大X = 513345793386.5 = 0.647030167又mL =88 =1查附录二对称桅杆横断面修正系数表得2：1Lj=12L=118=8m轴心受压长细比为：= Ljr = 8 7.5 =1.06720时，取=20。见钢结构设计禁忌手册P20折算长细比为：zh= 2+40A0AJ斜=202+40158.01834.44 = 24.16复杆130*130*14AJ斜= A1x=A1y =34.44cm2AJ斜为构件截面中垂直于y轴的各斜缀条毛截面面积之合。Q345钢格构式截面轴心受压构件的稳定系数按照附录三中附表5，16Mn钢、16Mnq钢b类截面轴心受压构件的稳定系数表查得：稳定系数 = 0.939=N1.A0 = 1956250.939158.018 = 1318.4Kg/cm2 fR=26500.63624=1686 Kg/cm2单面连接等边单角钢按照轴心受压构件计算稳定性时的强度设计值折减系数：R = 0.6+0.0015= 0.6+0.001524.16=0.636241查附录一得Q345，厚度3550mm f= 2650 Kg/cm由于f桅杆单肢稳定性验算合格。6、 分肢稳定性校核：取斜缀条与柱轴线夹角=49 arctg150130 = 49=4060Lo小=130cm , Lo大=175cm , bo=150cm。复杆130*130*14， i1=4.03cm= Lo小i1 = 1304.03 = 32.3 0.7max= 0.793.89=65.723= Lo大i1 = 1754.03 = 43.420.7max= 0.793.89=65.723分肢稳定性满足要求。7、 缀条计算：轴心受压构件的计算剪力：V = Af85 fy2350 = 34.44265085 34502350 = 1301Kg每个缀条系面承担的剪力：V1 = 12 V = 12 1301 = 650.5 Kg斜缀条内力按照平行弦桁架的腹杆计算Nt = V1 sin = 650.5 sin49 = 862 Kg斜缀条计算长度：Lt bosin = 150 sin49 =198.75 cm斜缀条最大长细比t = Lt i1 = 198.75 4.03 = 49.32=150 按照附录三中附表5，16Mn钢、16Mnq钢b类截面轴心受压构件的稳定系数表查得：稳定系数 = 0.804单面连接等边单角钢按照轴心受压构件计算稳定性时的强度设计值折减系数：R = 0.6+0.0015= 0.6+0.001549.32=0.67398AJ斜= A1x=A1y =34.44 cm2Nt FJ斜 = 862 0.80434.44 = 31.13Kg/cm2 R fv=0.673981550=1045Kg/cm按照附录一查得Q345，厚度3550mm fv= 1550 Kg/cm钢材的抗剪强度设计值见钢结构设计规范P20结论：整体稳定性验算不合格f合=2197.5Kg/cm2fR=26500.7408350.85=1668.7 Kg/cm2大528.8Kg/cm2在实际工作中应对桅杆的失稳部位进行适当的加固。