吊車支腿負荷及地基承載力計算實例
轉載。
一、模型建立及臂架回轉過程受力分析
汽車吊機四點支承受力計算模型簡圖如圖1所示,G0為下車重量;G1為上車和吊重的重量和,移到位于對稱軸上的回轉中心后產生力矩M;e0、e1為G1、G2位置到四支腿中心的距離,按對稱軸為直角坐標系定位。R1、R2、R3、R4分別是四支腿的支反力,其中R2、R3為近吊裝物處兩支腿反力,三一CAC2200汽車起重機支腿間距如圖1中,a=4.1m,b1=4.65m,b2=3.97m
為簡化計算,假設4條支腿支撐在同一水平面內,它們的剛度相同且支撐地面的剛度相同。
1、支點反力計算公式
由圖1受力簡圖,分別計算臂架轉化來的集中力矩M和吊重P,最后在支腿處迭加,根據(jù)受力平衡可得:
圖1: 支腿受力分析圖
e0、1e為G0、G1位置到四支腿對稱中心的距離。
圖2: 支腿反力計算公式
2、計算底盤重心點位置
吊套架時,所需吊重最大,為30m,臂長約為44.9m,根據(jù)額定起重表,幅度1最大吊重為17.5t>12t,滿足起吊要求。
三一汽車起重機車長16m,寬8.2m,行駛狀態(tài)車重55t
工作時配重75600kg。根據(jù)車軸及轉盤中心位置計算吊裝下車重心點G0,尺寸位置關系詳見圖2,由合力矩確定的平行力系中心即為吊車重心。
圖3 車軸及轉盤中心位置尺寸
由軸重參數(shù)得:
上車未加配重時重心到車后邊緣距離Rc為:
RC=
(10250*2.488+10250*4.038+10500*5.588+11990*9.263+11990*11.393)/55000=6.32米 距車尾6.32+(16.694-15.816)=7.198米
則下車重心G到臂架回轉中心G的縱向距離為7.198-5.165=2.033m
支腿縱距為8.62米,前支撐與對稱軸中心為4.31米,上車配重及吊重支點G1到支腿對稱軸中心O點距離e1=4.65-4.31=0.34m,下車重心G到支腿對稱中心O的距離e0=2.033-0.34=1.693m。
二 、吊機支腿反力計算
吊重12t。
1、由以上計算可知:
a=4.2m,b=4.31m,e0=1.693m,e1=0.34m, G0=550KN,G1=765+120=885KN;
(1)當起重臂旋轉角度平行于塔吊對角線時,R3受力最大。α=44.3度, sinα=0.697 cosα=0.715 M=1.2*120*30-765*4.05=1222KN.m
R1=1/4{550(1+1.693/4.31)+7655*(1-0.34/4.31)- (1222*0.697/4.31+1222*0.715/4.2)}=1/4{550(1+0.393)+885*(1-0.079)-(1222*0.697/4.31+1222*0.715/4.2)}=1/4(766.15+815.1-405.7)=293.9KN
R2=1/4{766.15+815.1-1222*(0.697/4.31-0.715/4.2)}=1/4{1581.26-1222*(0.162-0.17)}=397.76KN
R3=1/4{550(1-0.393)+885.1*(1+0.079)+(1222*0.697/4.31+1222*0.715/4.2)}
=1/4{333.85+954.92+(1222*0.697/4.31+1222*0.715/4.2)}=423.62KN
R4=1/4{550(1-0.393)+885*(1+0.079)+(1222*0.697/4.31-1222*0.715/4.2)}
=1/4{333.85+954.92+(1222*0.697/4.31-1222*0.715/4.2)}=319.75KN
墊上雙層鋼板,車載鋼板20公分厚,1.8*2.5=4.5個平方,423.62/4.5=95KN/平方??梢詽M足要求。
三、地基承載力檢測:
將配重放在R3支腿上方進行檢驗,求此時的支腿負荷
R3受力最大。α=44.3度,sinα=0.697 cosα=0.715 G0=550KN,G1=550+765=1315KN;M=765*4.05=3098.25KN.M
R1=1/4{550(1+1.693/4.31)+765*(1-0.34/4.31)-3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4{550(1+0.393)+765*(1-0.079)-3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4(766.15+704.57-1028.62)=110.53KN
R2=1/4{550(1+1.693/4.31)+765*(1-0.34/4.31)-3098.25(0.697/4.31-0.715/4.2)}=1/4{550(1+0.393)+765*(1-0.079)-3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4(766.15+704.57+24.79)=373.88KN
R3=1/4{550(1-1.693/4.31)+765*(1+0.34/4.31)+3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4{550(1-0.393)+765*(1+0.079)+3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4(333.85+825.44+1028.62)=546.98KN
R4=1/4{550(1-1.693/4.31)+765*(1+0.34/4.31)+3098.25(0.697/4.31-0.715/4.2)}=1/4{550(1-0.393)+765*(1+0.079)+3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4(333.85+825.44+24.79)=296.02KN
結論:僅帶配重試壓時,支腿負荷大于吊裝時的負荷,當檢驗合格時,吊車地基承載力符合要求。