1、45 0 T 桅 桿校 核 書450T桅桿校核桅桿由：450T級桅桿長度L = 62M。兩端各8M，等立錐斷面，中段為等截面，小端1200*1200，弦桿300*300*32，復桿130*130*14。 大端1540*1540，弦桿200*200*16，在外加貼250*250*20板。復桿100*100*12，每節為4M、6M、8M可隨意組合接長。每一斷面用40只M36螺栓聯接分成若干節根據施工要求組成各種高度的起吊桅桿，也可組成人字型桅桿使用，材料16Mn。根據桅桿受力特點確定桅桿允許最大載荷。 J小x=J小y J大X=J大y L1 L桅桿示意圖按照鋼結構設計規范GB50017-2003一、

2、 截面特性的計算1、 斷面特性因為主肢角鋼為200×200×16，GB/T9789-1988查表得：A01=62.018cm2 單個肢體的毛截面面積在外加貼250*250*20板A02=2×25+2×23=96cm2 A=A01+ A02×4=62.018+96×4=632.072 cm2 所有主肢體的毛截面面積J0=A01+ A02×io2=158.018×7.52 =8888.5125cm4其中io為加貼250*250*20板后的慣性半徑。暫定組合桿件中單個肢體對其本身中性軸的慣性距Z0=6.54cm組合桿件中

3、單個肢體的中性軸的距離 暫定B=154/2=77 cm組合桿件外邊至中心的距離a=B- Z0 =77-6.54=70.46 cm組合桿件中單個肢體的中性軸至整個截面中性軸的距離J大X=J大y=4(J0+A0 a 2)=4×(8888.5125+158.018×70.462)=3173546cm4W大X=W大y= J大X /C=3173546/77=41214.88cm3C=77 cm組合桿件外邊至中心的距離W大X 為桅桿抗彎截面系數 cm32、 強度校核：合=壓+彎 f=Pz1A + MX×W = Pz1632.072 + Q1×e1×4121

4、4.88 = 671000632.072 + 496500×1041214.88 =1061.6+120.5=1182 Kg/cm2 f××=2650×0.85×0.85=1914.6Kg/cm2由于合f，桅桿強度校核驗算合格。X于截面模量相應的截面塑性發展系數，格構式截面軸心受壓構件的截面塑性發展系數為1。查附錄一得Q345，厚度3550mm f= 2650 Kg/cm鋼材的抗壓強度設計值。見鋼結構設計規范P17單面連接的等邊單角鋼按照軸心受壓構件計算時的強度設計值折減系數：0.85。見鋼結構設計規范P20因為在外加貼250*250*20板折

5、減系數：0.85 當考慮制造或安裝產生偏心距 e取10cm。R1=394.5tQ1=（R1+W3）×k1×k2=（394.5+15.78）×1.1×1.1=496.5t=4965KN。Pz1=P1+G1+nS1+0.7T1(n0-2)+T1sin=500+50+4×14.2+0.7×33.6×433.6×sin30º =500+50+56.8+63.84=671t700t (基礎受力)3、 整體穩定性驗算 ：合=壓穩+彎 f 值的確定： 中部截面的慣性距J大X為：J大X=J大y=4(J0+A0 a 2)=

6、4×(8888.5125+158.018×70.462)=3173546cm4W大X=W大y= J大X /C=3173546/77=41214.88cm3兩頭端部的慣性距J小X為： J小x=J小y=4(J0+ A0 a2 2)=4×(13132.16+181.76×52.462)=2053380 cm4因為主肢角鋼為300×300×32，GB/T9789-1988得：A0=181.76cm2 單個肢體的毛截面面積A=A0×4=181.76×4=727.04cm2 所有主肢體的毛截面面積J0=A0×io2=

7、181.76×8.52 =13132.16 cm4組合桿件中單個肢體對其本身中性軸的慣性距Z0=7.54cm組合桿件中單個肢體的中性軸的距離B=120/2=60 cm組合桿件外邊至中心的距離a2 =B- Z0 =60-7.54=52.46 cm組合桿件中單個肢體的中性軸至整個截面中性軸的距離中部截面的回轉半徑r為：r= J大XA =J大XA0×4 = 3173546727.04 = 66.1 cm計算長度Lj為：Lj=12L1=1 ，視桿端支承情況而定，對于桅桿1=1。2依慣性距變化規律而定的長度換算系數。因為 J小xJ大X = 20533803173546 = 0.647

8、030167又mL = 62-8-862 =0.741935483查附錄二對稱桅桿橫斷面修正系數表得2：1Lj=12L=1×1×62=62m軸心受壓長細比為：= Ljr = 6200 66.1 =93.79727685折算長細比為：zh= 2+40AAJ斜=93.7972+40158.0182×181.76 = 93.89復桿130*130*32AJ斜= A1x=A1y =181.76×2=363.52 cm2AJ斜為構件截面中垂直于y軸的各斜綴條毛截面面積之合。Q345鋼格構式截面軸心受壓構件的穩定系數按照附錄三中附表5 ，16Mn鋼、16M

9、nq鋼b類截面軸心受壓構件的穩定系數表查得：穩定系數 = 0.47 W大X 為桅桿抗彎截面系數 cm3W大X=W大y= J大X /C=3173546/77=41214.88cm3 整體穩定性驗算 ：合=壓穩+彎 f= Pz1×A + MW = 6170000.47×A + Q1×e41214.88 =6170000.47×632.072 + 496500×1041214.88 = 617000297.07 + 496500041214.88=2077+120.5=2197.5Kg/cm2f×R×=2650×0.74

10、0835×0.85=1668.7 Kg/cm2A 當考慮制造或安裝產生偏心距 e取10cm。B 單面連接等邊單角鋼按照軸心受壓構件計算穩定性時的強度設計值折減系數R：R = 0.6+0.0015= 0.6+0.0015×93.89=0.7408351C 因為在外加貼250*250*20板折減系數：0.85D 查附錄一得Q345，厚度3550mm f= 2650 Kg/cm由于合f，桅桿整體穩定性驗算不合格。在實際工作中應對桅桿的失穩部位進行適當的加固。關于折減系數的說明：單面連接的受壓等邊單角鋼穩定性。實際上單面連接的受壓等邊單角鋼是雙向壓彎的構件。為計算簡便起見，習慣上將

11、其作為軸心受壓來計算，并用折減系數以考慮雙向壓彎的影響。 根據開口薄壁桿件幾何非線性理論，應用有限單元法、并考慮殘余應力、初彎曲等初始缺陷的影響，對單面連接的單角鋼進行彈塑性階段的穩定分析。這一理論分析方法得到了一系列實驗結果的驗證，證明具有足夠的精確性。根據這一方法，可以得到折減系數，即：等邊單角鋼：R = 0.6+0.00151見鋼結構設計規范P204、 剛度校核：折算長細比為：zh= 2+40FFJ斜=93.7972+40158.0182×181.76 = 93.89=150 由于zh，桅桿剛度校核驗算合格。5、 單肢穩定性校核：單肢穩定性校核的部位應在桅桿吊耳下的第一節處，此

12、處軸力雖然比中部小，但彎矩大。 內力計算；每根單肢的軸力為： N1=Nx4 + Mx2yo = Pz14 + Q1×e12×60 = 6170004 + 496500×10120 =154250+41375=195625KgNx桅桿吊耳處的軸力；Mx-桅桿吊耳處的最大彎矩。當考慮制造或安裝產生偏心距e取10cm。yo=120/2=60 cm 桅桿吊耳處的組合桿件外邊至中心的距離 穩定性校核： N1×A0fA0=62.018+96 =158.018cm2 單個肢體的毛截面面積 值的確定： 中部截面的慣性距J大X為：J大X=J大y= (J0+A0 a 2)=

13、 (8888.5125+158.018×70.462)=793386.5cm4W大X=W大y= J大X /C=793386.5/77=10303.7cm3兩頭端部的慣性距J小X為： J小x=J小y= (J0+ A0 a2 2)= (13132.16+181.76×52.462)=513345 cm4因為主肢角鋼為200×200×16，GB/T9789-1988查表得：A01=62.018cm2 單個肢體的毛截面面積在外加貼250*250*20板A02=2×25+2×23=96cm2 A0=A01+ A02 =62.018+96 =15

14、8.018 cm2 所有主肢體的毛截面面積J0=A01+ A02×io2=158.018×7.52 =8888.5125cm4其中io為加貼250*250*20板后的慣性半徑。暫定組合桿件中單個肢體對其本身中性軸的慣性距Z0=6.54cm組合桿件中單個肢體的中性軸的距離B=120/2=60 cm組合桿件外邊至中心的距離a2 =B- Z0 =60-6.54=53.46 cm組合桿件中單個肢體的中性軸至整個截面中性軸的距離中部截面的回轉半徑r為：r= J0A0 = 8888.5125158.018 = 7.5 cm計算長度Lj為：Lj=12L1=1 ，視桿端支承情況而定，對于桅

15、桿1=1。2依慣性距變化規律而定的長度換算系數。又mL =88 =1查附錄二對稱桅桿橫斷面修正系數表得2：1Lj=12L=1×1×8=8m軸心受壓長細比為：= Ljr = 8 7.5 =1.06720時，取=20。見鋼結構設計禁忌手冊P20折算長細比為：zh= 2+40A0AJ斜=202+40158.01834.44 = 24.16復桿130*130*14AJ斜= A1x=A1y =34.44cm2AJ斜為構件截面中垂直于y軸的各斜綴條毛截面面積之合。Q345鋼格構式截面軸心受壓構件的穩定系數按照附錄三中附表5 ，16Mn鋼、16Mnq鋼b類截面軸心受壓構件的穩定

16、系數表查得：穩定系數 = 0.939=N1.A0 = 1956250.939×158.018 = 1318.4Kg/cm2 f×R=2650×0.63624=1686 Kg/cm2單面連接等邊單角鋼按照軸心受壓構件計算穩定性時的強度設計值折減系數：R = 0.6+0.0015= 0.6+0.0015×24.16=0.636241查附錄一得Q345，厚度3550mm f= 2650 Kg/cm由于f桅桿單肢穩定性驗算合格。6、 分肢穩定性校核：取斜綴條與柱軸線夾角=49° arctg150130 = 49°=40°60

17、6;Lo小=130cm , Lo大=175cm , bo=150cm。復桿130*130*14， i1=4.03cm= Lo小i1 = 1304.03 = 32.3 0.7×max= 0.7×93.89=65.723= Lo大i1 = 1754.03 = 43.420.7×max= 0.7×93.89=65.723分肢穩定性滿足要求。7、 綴條計算：軸心受壓構件的計算剪力：V = Af85 fy2350 = 34.44×265085× 34502350 = 1301Kg每個綴條系面承擔的剪力：V1 = 12 V = 12 ×1301 = 650.5 Kg斜綴條內力按照平行弦桁架的腹桿計算Nt = V1 sin = 650.5 sin49° = 862 Kg斜綴條計算長度：Lt bosin = 150 sin49° =198.75 cm斜綴條最大長細比t = Lt i1 = 198.75 4.03 = 49.32=150 按照附錄三中附表5， 16Mn鋼、16Mnq鋼b類截面軸心受壓構件的穩定系數表查得：穩定系數 = 0.804單面連接等邊單角鋼按照軸心受壓構件計算穩定性時的強度設計值折減系數：R = 0.6+0.0015= 0.6+0.0015×49.32