倾覆力矩和雨棚抗倾覆验算.docx

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倾覆力矩和雨棚抗倾覆验算

倾覆力矩

倾覆力矩是进行结构或构件稳定性计算的一个术语。

倾覆力矩的大小等于产生倾覆作用的载荷乘载荷作用点到倾覆点间的距离。

在建筑工程中，砖混结构中的悬挑梁、悬挑阳台、挡土墙等有可能产生倾覆失稳的结构以及结构的抗震计算，均应进行倾覆验算。

与

倾覆力矩相平衡的是抗倾覆力矩，只有当抗倾覆力矩大于倾覆力矩时结构才不会产生倾覆失稳。

倾覆力矩是：

紧固力方向沿Z轴，而物体收到绕X轴或者绕丫轴的力矩。

参考文献：

《起重机设计手册》

抗倾覆力矩的计算公式在PKPM中是GB/2,但是风荷载和地震作

用下的计算结果是不一致的，因为地震作用对应的G是1.0恒+0.5

活，对应的风荷载作用下G为1.0恒+0.7活。

因此抗倾覆力矩在风荷载和地震作用下的结果是不一样的。

抗倾覆弯矩和倾覆弯矩什么关系

敌对关系，两者对抗,抗倾覆力矩要想战胜倾覆弯矩不倾覆，就必须在实力上为对方的1.5倍。

（特殊情况是2.0倍）

如悬臂梁挑出1.5m端头荷载0.8顿,1.5*0.8=1.2顿.米则后面要1.2*1.5=1.8顿.米的弯矩压住它（未计其它荷载）。

抗倾覆力矩是相对倾覆力矩而方，GB中要求前者是后者的2倍。

静力矩和动力矩

在静力矩作用下，物体没有产生旋转运动，它可使物体内部产生剪切应力。

而“动力矩”是在力矩作用下物体产生一定转速的旋转，而作了功。

前者相当于力作用物体，物体没有运动；而后者相当于在力的作用下物体在一定速度下运动。

抗倾覆稳定性

抗倾覆稳定性是指工程机械（如起重机等）在自重和外载荷作用下抵抗倾覆的能力。

机抗倾覆稳定性的校核方法；

保证起重机具有足够的抗倾覆稳定性，是起重机设计中最基本的要求之一。

目前，国内外对起重机抗倾覆稳定性的校核主要有三种方法：

力矩法、稳定系数法和按临界倾覆载荷标定额定起重量。

抗倾覆计算的力矩法：

这是我国《起重机设计规范》所采用的方法，欧洲各国和日本等也广泛使用。

力矩法校核抗倾覆稳定性的基本原则是：

作用于起重机上包括自重在内的各项载荷对危险倾覆边的力矩代数和必须大于或至少等于0,

即刀M>0

抗倾覆计算的稳定系数法：

这是以往我国沿用前苏联的一种方法，独联体国家目前仍然在使用。

稳定系数定义为起重机所受的各种外力对倾覆边产生的稳定力矩与倾覆力矩的比值，稳定系数作为起重机抗倾覆能力的判据，不能小于规定值。

稳定系数有三种规定值：

工作状态考虑附加载荷的载重稳定系数为1.15;工作状态不考虑附加的载重稳定系数为1.4;自重稳定系数为1.15.

按临界倾覆载荷标定额定起重量：

这是西方国家许多起重机制造公司常用的方法。

这种方法是通过实验或计算，得出起重机在不同幅度下达到倾覆临界状态时的起升载荷，称为“临界倾覆载荷”，将其打折（乘以小于或等于1的系数）后，作为额定起升载荷。

折扣的大小代表起重机抗倾覆稳定性的安全裕度。

折扣越大或所乘系数越小，则抗倾覆稳定性裕度越大。

抗倾覆稳定性校核的基本原则：

起重机的分组：

在校核抗倾覆稳定性时，根据起重机的结构特征、工作条件和对抗倾覆稳定性的要求，将起重机分为四组。

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验算工况:

起重机的抗倾覆稳定性按下表工况进行校核

危险倾覆边的确定:

倾覆边指起重机发生倾覆时绕其翻转的轴线

雨篷抗倾覆验算

由规范第741条规定：

砌体墙中钢筋混凝土雨篷的抗倾覆应按下式验算：

MoveMr

式中

Mov----雨篷的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩；

Mr----雨篷的抗倾覆力矩设计值，可按第7.4.7条的规定

计算。

第7.4.2条雨篷计算倾覆点至墙外边缘的距离可按下列规定米

用：

1、当Li>2.2hb时

X0=0.3h

且不大于0.13L1。

2、当L1V2.2hb时

X0=0.13L1

式中

L1----雨篷埋入砌体墙中的长度（mm）;

X0----计算倾覆点至墙外边缘的距离（mm）;

hb----雨篷的截面高度（mm）o

注：

当雨篷下有构造柱时，计算倾覆点到墙外边缘的距离可

取0.5x。

第743条挑梁的抗倾覆力矩设计值可按下式计算：

Mr=0.8Gr（L2-X0）

式中

Gr----雨篷的抗倾覆荷载，为雨篷尾端上部45°扩展角的阴影范围（其水平长度为L3）内本层的砌体与楼面恒荷载标准值之和；

L2----Gr作用点至墙外边缘的距离。

Li=240mm,hb=100mm

Li>2.2hb故Xo=0.3hb=0.3x100=30mm

荷载计算

雨篷板上的均布荷载：

qi=1.2x3.42x2.5+1.4x1.0+1.2x1.458x2=14.74kN

雨篷板端得集中荷载：

F1=1.458x2.5=3.645kN

雨篷的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩：

Mov=3.645x（1.2-0.05-（0.120-0.030））+14.74x

（1.2-（0.12-0.03））2/2=12.94kN•m

雨篷的抗倾覆荷载（计算时把圈梁，楼板和过梁所占的区域按墙体来考虑）：

In=1.5m,l3=0.75m

Gr=（（2.5+0.75x2）x3-1.5x1.8-0.75x0.75）x

6.468+（2.5+0.75x2）x1.8x7.012x2=157.48kN

Mr=0.8Gr（L2-x0）=0.8x157.48x（0.12-0.03）

=12.16kN-m>Mov=12.044kNm

故抗倾覆验算满足要求

电动吊篮抗倾覆安全系数验算

电动吊篮自重：

6m长悬吊平台（吊篮自重+荷重+钢丝绳、电缆、提升机等附件）G=600kg使用总载荷：

a.当前梁伸出长度在1.5米时，P1=600kg对前支架中心倾覆力

矩为：

M倾1=（G+pixA=（600+600）xi.5=1800kg后支架放置配重铁

重量：

W=1000kg（40块，两侧）对前支架单侧抗倾覆力矩为：

M抗

仁WXB=1000X4.3=4300kg.m抗倾覆安全系数：

K仁M抗1/M倾

1=4300/1800〜2.4>2（可）

b.当前梁伸出长度在1.3米时，P2=630kg;对前支架中心倾覆力

矩为：

M倾2=（G+P2XA=（600+630）x1.3=1600kg后支架放置配重铁重量：

W=1000kg（40块，两侧）对前支架单侧抗倾覆力矩为：

M抗

2=WXB=1000X4.5=4500kg.m抗倾覆安全系数：

K2=MK2/M倾2=4500/1600〜2.8>2（可）

5、钢丝绳破断拉力计算

安全系数n》S.a/W>9

式中

S—单根承重钢丝绳额度破断拉力KN按Q/320281PF02-2002标准，D=8.3mn钢丝绳S=64.1KN

a—承重钢丝绳根数，此处a=（X2）

W—吊篮额载重量

W=630kg

W=630*9.8/1000=6.174KNn=64.1/6.174=10.38>9

质量证明书实验记录钢丝绳破断力为64150N（64.15KN）,证明钢丝绳符合标准要求。

6、悬梁挑臂受力的计算

其中：

P=G*K

本式中：

G=（电动吊篮/自重+荷重+钢丝绳、电缆附件）

/2=（460+310+100）/2=435KG

K=1.25（动载系数）

（三米吊篮）

代入

（2）式

P=435*1.25=544KG将P代入

（1）式

N=544*（1+1500/4300）=733KG=7.48KN

C点所受压力=N-P=1.99KN

则后支架地面所受压力二配重重量-C点所受拉力

此时N1=450-1.99*1000/9.8=247KG

7、在断绳工况下按冲击力计算；

在断绳工况下约为3倍P=3*544KG=1632KG=16K此工况下：

T=P/Sinx=16/Sin36.6=27.12（kn）

Tx二tcosx=27.12*cos36.6=21.7（kn）

前梁所受压力二Tx/前梁截面积

=21.7*10000/80-74=21.44Mpa<[0]=175Mpa

则前梁受力安全系数=175/21.44=8.16

8、吊篮安装高度在100米时，吊篮型号、前梁挑出长度与允许

载重的关系：

吊篮型号前梁挑出长度允许载重配重kg前后支架间距

ZLP6301.363010004.3

1.56004.0

以上计算的是这种规格型号的载荷最大时的安全系数，吊篮平台不管长短（1米一6米）所须配重都是40块（1000kg）其他长度的吊篮参照上面计算。

挑梁和钢丝绳都使用原厂提供的产品，安全性由生产厂家保证.