一种门架的制作方法

本发明涉及吊机支撑架，特别涉及一种门架。

背景技术：

建筑施工过程中，经常会用到起吊设备，其作用是将建筑所需材料从运送过来之后起吊至需要用到的地方。

传统的门架，如图5所示，其包括呈横向设置的主梁1，该主梁1的两端分别竖直向下设置有两个支腿21，两个支腿21的长度保持一致，两个支腿21的下端与地面相抵；在实际使用过程中主梁1上会设置一起吊机22，起吊机22可沿着主梁1进行左右滑移，起吊机22上能下方起吊绳，起吊绳端部会设置起吊钩，以吊装重物。

上述类型的门架，尽管吊装稳定性较高，但是仅在相同高度的水平面进行吊装操作，才能发挥出最佳稳定吊装状态，而大多数建筑施工环境当中，其安装地面的会产生一定的高度差，尤其是需要将待吊装物运送至高度较高的地面时，具备相同长度支腿21的门架，便无法实现较为理想的稳定吊装过程。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种门架,其能在不同高度的水平面进行稳定支撑。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种门架，包括主梁、呈竖直设置且用于与地面产生支撑作用的支腿件，所述支腿件包括主支腿、副支腿，所述主支腿和副支腿分别连接于主梁的两端，所述主支腿的整体长度大小大于副支腿的整体长度大小。

通过上述技术方案，当上述门架安装于高度不一的安装面时，整体长度较长的主支腿会支撑于高度较低的支撑面上，整体长度较短的副支腿会支撑于高度较高的支撑面，从而适应不同高度的水平面稳定支撑的效果。

优选的，所述副支腿整体长度大小为主支腿整体长度大小的1/2。

通过上述技术方案，通过理论门架载荷计算以及实际工作测试，当满足副支腿整体长度大小为主支腿整体长度大小的1/2的条件时，门架整体的支撑强度能达到较优状态。

优选的，所述主梁包括上弦、位于上弦下方的下弦、若干腹杆组，每个腹杆组均连接于上弦和下弦之间。

通过上述技术方案，在实际使用过程中，上弦上会安装对应的吊装装置，且吊装装置会沿着上弦进行左右移动，腹杆组位于上弦和下弦之间，能大幅度增强上弦和下弦之间的连接强度，以提升吊装装置的使用稳定性。

优选的，位于主梁上的上弦总数量为下弦总数量的1/2，每个腹杆组均包括有4根腹杆件，同一腹杆组内的每根腹杆件上端均连接于同一上弦，同一副杆组内的每两根腹杆件下端连接于同一下弦。

通过上述技术方案，当吊装装置进行吊装工作时，吊装装置会直接对上弦施加压力，其压力会分别经过4根腹杆件，最后传到至两根下弦上；如此设置，能大幅度提升上弦的实际安装稳定性。

优选的，还包括加固机构，所述加固机构包括若干支撑块，每个支撑块的上下两端分别滑移连接于上弦以及下弦；

所述副支腿横向滑移连接于下弦，所述副支腿上设有固定台、固定螺栓，所述下弦上横向排列有若干固定螺纹孔，所述固定螺栓穿过固定台且螺纹连接于对应固定螺栓孔内。

通过上述技术方案，考虑到实际的安装环境以及实际吊装物吊装距离的限制，副支腿可横向滑移连接于下弦，从而调节主支腿与副支腿之间的间距，当副支腿移动至指定位置时，固定螺栓穿过固定台且螺纹连接于对应固定螺纹孔内，以固定副支腿；若干支撑块的上下两端分别滑移连接于上弦以及下弦之间，可根据实际支撑需求以及副支腿的滑移位置，来选择性移动支撑块所在位置，以提升上弦以及下弦的整体支撑强度。

优选的，所述加固机构内的相邻两个支撑块之间设有连接弹簧，所述加固机构的两端分别连接有第一弹簧、第二弹簧，所述加固机构内靠近于主支腿的支撑块通过第一弹簧连接于下弦靠近主支腿一侧，所述加固机构内靠近于副支腿的支撑块通过第二弹簧连接于副支腿上。

通过上述技术方案，由于副支腿能根据实际需要进行左右移动，无论副支腿移动至哪个位置，副支腿的拉扯力会通过第二弹簧传递至最靠近副支腿的支撑块上，最靠近副支腿的支撑块会通过连接弹簧拉扯其他支撑块，如此设置，由于主梁的有效支撑范围位于主支腿与副支腿之间，无论是副支腿移动至哪个位置，若干支撑块能跟着副支腿的移动而发生移动，且所有支撑块能及时分布于主支腿与副支腿之间，从而有针对性的进一步增强主梁的整体支撑强度；

另外，加固机构内设置了连接弹簧、第一弹簧、第二弹簧，当副支脚得到固定之后，加固机构会对副支腿产生较强的拉力作用，而副支脚的固定是通过固定螺栓穿过固定台并螺纹连接于固定螺纹孔，副支脚的拉力会传递至固定台，使固定台与固定螺栓的抵靠力得到增强，从而提升了固定螺栓紧固力。

优选的，所述上弦和下弦两者相对的侧壁上均设有t型滑槽，每个支撑块的两端分别设有与t型滑槽滑移配合的t型滑块。

通过上述技术方案，当支撑块发生移动时，t型滑块能沿着t型滑槽进行滑动，移动更加稳定；当上弦受到吊装装置以及吊装物的重力压迫时，t型滑槽与t型滑块之间的配合关系，有助于提升支撑块的支撑稳定性。

优选的，所述第一弹簧、第二弹簧、连接弹簧三者的规格长度均保持一致。

通过上述技术方案，当副支腿发生移动时，第二弹簧、支撑块、连接弹簧、第一弹簧四者之间会依次受力，第一弹簧、第二弹簧、连接弹簧三者的规格长度均保持一致，当第二弹簧、支撑块、连接弹簧、第一弹簧四者均达到稳定状态时，第一弹簧、第二弹簧、连接弹簧的伸长长度自动保持相对一致，即相邻两个支撑块之间的间距能保持一致，支撑块能对上弦产生均匀支撑。

优选的，所述第二弹簧靠近于副支腿的一端设有钩连端，所述副支腿上设有供钩连端钩连的钩连孔。

通过上述技术方案，在副支腿左右移动过程中，钩连端脱离于钩连孔；副支腿与下弦通过固定螺栓固定之后，再将钩连端钩连于钩连孔上，加固机构的支撑块受到拉扯力的作用，实现最终的滑移动作。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

(1)高低不等的主支腿和副支腿，能适应不同高度的水平面稳定支撑；

(2)副支腿能进行横向滑移，能适应不同的起吊环境；

(3)支撑块能自动均匀分布于主支腿与副支腿之间，从而有针对性的进一步增强主梁的整体支撑强度，且利用相邻两个支撑块之间的连接弹簧，能对副支腿产生横向拉力作用，有助于提升副支腿的连接稳定性。

附图说明

图1为实施例的结构示意图，用于展示实施例的主体结构情况；

图2为实施例中主梁部分的结构示意图，用于展示主梁部分的结构；

图3为实施例中主梁部分的侧视局部剖面结构示意图，用于展示主梁的内部配合关系；

图4为实施例中主梁部分的仰视结构示意图，用于重点展示副支腿与下弦之间的连接关系；图5为现有的门架结构示意图，用于展示现有门架的主体结构。

附图标记：1、主梁；2、上弦；3、下弦；4、支腿件；5、主支腿；6、副支腿；7、腹杆组；8、腹杆件；9、加固机构；10、支撑块；11、固定台；12、固定螺栓；13、固定螺纹孔；14、连接弹簧；15、第一弹簧；16、第二弹簧；17、钩连端；18、t型滑槽；19、t型滑块；20、钩连孔；21、支腿；22、起吊机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种门架，参见图1所示，包括整体呈水平设置的主梁1，在主梁1的下端连接有支腿件4，支腿件4整体呈竖直设置，该支腿件4包括主支腿5、副支腿6，主支腿5连接于主梁1的左侧，副支腿6连接于主梁1的右侧，其中，主支腿5的整体长度大小大于副支腿6的整体长度大小，副支腿6整体长度大小为主支腿5整体长度大小的1/2；主梁1包括上弦2、位于上弦2下方的下弦3、若干腹杆组7，每个腹杆组7均连接于上弦2和下弦3之间。

以下针对上述门架结构情况，选用门架结构的较优数据，主支腿5的竖直高度大小为18000mm，副支腿6的竖直高度大小为9000mm，主梁1的整体横向长度大小为22000mm，给出以下门架核算过程：

(1)门机主梁1载荷计算：

载荷统计q总＝428kg/m安全系数取1.25；

合计主梁自重qg＝428*1.25＝535*10⁴；

当主梁1承受最大起重量位于跨中时，受力构件的强度及变形计算：

(2)计算单梁的上下弦强度

起重重量:q＝60吨

超载系数取1.25

单梁的最大弯矩：

mmax＝1/4ql+1/8ql²

＝1/4*75/2*1.25*25*10⁴+1/8*0.535*25²*10⁴

＝(292.96+41.79)*10⁴

＝334.75*10⁴n·m

单梁上下弦的轴力：

nmax＝mmax/h

＝(334.75*10⁴)/1.8＝185.97*10^-4牛

上弦2的面积:a＝(2*53.5+1*24.5)*10^-4＝131.5*10^-4m²

上弦2工作应力：

σmax＝n/a＝(185.97*10⁴)/(131.5*10^-4)＝141.42mpa

下弦3的面积：a＝4*28.83*10^-4＝115.32*10^-4m²

上弦2工作应力:

σmax＝n/a＝(185.97*10⁴)/(115.32*10^-4)＝161.26mpa

主梁内的上弦2和下弦3材料均为q235-b，考虑组合因素安全系数n＝1.3,屈服应力σs＝215mpa，许用应力[σ]＝σs/1.3＝165.3mpa

主梁1上下弦满足强度条件。

(3)主梁1刚度计算

承载重物跨中时，主梁1产生最大挠度，利用迭加原理计算单个主梁1的最大跨中挠度。

fc＝5ql⁴/(384eiz)+pl³/48eiz

主梁1的横截面对中性轴的惯性矩，按简化的方法计算，只考虑上下弦面积的惯性矩，主梁1刚度计算

iy＝131.5*10^-4*(1.8/2)²+115.32*10^-4*(1.8/2)＝199.9*10^-4

fc＝(pl³/48+5ql⁴/384)/ei

＝[(37.5*25³*10⁴/48+5*0.535*25⁴/384)*10⁴]/ei

＝(14928.2*10⁴)/(210*10⁹*199.9*10^-4)

＝0.0355m

门式起重机许用挠度：l/700，即25/700＝0.0357m

实际变形小于许用挠度，静态刚度满足规范要求。

(四)主梁1的腹杆件8强度稳定验算

当主梁1承受最大起重荷载，且位于主支腿5附近，承力构件中的强度及稳定验算。此工况时，腹杆件8所受的剪力最大

应校核此工况腹杆件8的强度及稳定分析。

1、腹杆件8的轴力及工作应力

主梁1的腹杆件8承担剪力

考虑最不利位置，即起吊机22位于主支腿5一侧，主支腿5承担最大剪力为：

q×1.25/2+1/2ql＝(75×1.25/2+0.5×0.535×25)×10⁴

＝53.56×10⁴n

腹杆件8的面积：a＝10×2×2＝40×10^-4m²

腹杆件8的工作应力σ＝53.56×10⁴/40×10^-4＝133.9mpa

2、腹杆件8的长细比及稳定校核

回转半径:r＝3.95cm。

长细比为1.65/(3.95*10-2)＝41.7

主要承载结构件受压许用长细比：λ＝120

实际构件长细比小于许用长细比，刚度符合要求

稳定系数：φ＝0.937

腹杆件8材料为：q235-b，考虑组合因素安全系数n＝1.3,

屈服应力σs＝215mpa

许用应力[σ]＝σs/1.3＝165mpa

稳定许用应力:[σw]＝φ[σ]＝0.937×165＝155mpa

工作应力133.9mpa小于许用应力155mpa，强度条件满足。

(五)支腿的强度、刚度及稳定性计算

单根支腿受力如下；

q×1.25/2+1/2ql＝(75×1.25/2)×10⁴+(0.5×0.535×25)*10⁴

＝53.6×10⁴n·m

即支腿所受的最大轴力为n＝53.6×10⁴n·m，支腿长l＝9000m，截面积a＝117.84×10^-4m²，回转半径：r＝14.75cm。

支腿工作应力：

σ＝n/a＝54.6×10⁴/117.84×10^-4＝46.33mpa

长细比：λz＝ul/r＝7.716/0.1475＝52.3

主要承载结构件受压许用长细比：λ＝120

实际构件长细比小于许用长细比，刚度符合要求

稳定系数：ф＝0.833

稳定许用应力：[σw]＝φ[σ]＝0.833×160＝133.28mpa

工作应力46.33mpa小于许用应力133.28mpa,强度条件满足。

依据起重机设计规范gb3811-1983对60吨门机的主要承力构件进行了强度，刚度及稳定性的校核，均满足规定要求，门机可安全承载。

其中，参见图2所示，位于主梁1上的上弦2数量为两根，下弦3数量为四根，且所有的上弦2和下弦3均呈水平设置，相互间呈平行设置；每个腹杆组7均包括有4根腹杆件8，同一腹杆组7内的每根腹杆件8上端均连接于同一上弦2，同一副杆组内的每两根腹杆件8下端连接于同一下弦3；当上弦2受到重力压迫时，挤压力会通过4根腹杆件8传导至两根下弦3处。

参见图3以及图4所示，副支撑腿于下弦3之间呈分体设置，且下弦3的长度方向上均匀分布有若干固定螺纹孔13，副支腿6的上端固定连接有固定台11，该固定台11上贯穿有固定螺栓12，固定螺栓12与固定螺纹孔13螺纹连接，实现固定台11与下弦3之间的固定。

在上弦2和下弦3之间还设置了加固机构9，以下则针对加固机构9做详细说明：

参见图1以及图3所示，加固机构9包括若干支撑块10，每个支撑块10的长度方向均呈竖直设置，在上弦2的下侧壁上设有t型滑槽18，在下弦3的上侧壁上也设有t型滑槽18，每个支撑块10的上下两端分别设有t型滑块19，且两端的t型滑块19分别与t型滑槽18相配合，支撑块10能沿着上弦2以及下弦3的长度方向进行左右滑移；

参见图1以及图3所示，相邻两个支撑块10之间设有连接弹簧14，且加固机构9的两端分别连接有第一弹簧15、第二弹簧16，在加固机构9内靠近于主支腿5的支撑块10通过第一弹簧15连接于下弦3靠近主支腿5一侧，加固机构9内靠近于副支腿6的支撑块10通过第二弹簧16连接于副支腿6上；第二弹簧16靠近于副支腿6的一端设有钩连端17，副支腿6向上延伸出一凸台，凸台上设有供钩连端17钩连的钩连孔20，并且第一弹簧15、第二弹簧16、连接弹簧14三者的规格长度均保持一致。

从力传导角度分析：上弦2受到起吊机22以及起吊物的竖直向下重力作用个，压力会同时传导至若干腹杆件8，然后传导至下弦3，最后传导到主支腿5以及副支腿6；与此同时，上弦2的压力也会通过支撑块10传导至下弦3。

上述加固机构9与副支腿6的实际配合使用步骤：

步骤一：松开固定螺栓12，钩连端17与钩连孔20分离，副支腿6沿着下弦3的长度进行滑移，并滑移至理想位置，锁紧固定螺栓12，且使副支腿6固定于下弦3；

步骤二：拉扯钩连端17，拉扯力从第二弹簧16、连接弹簧14、第一弹簧15三者之间进行依次传递，并使支撑块10沿着主梁1的长度方向进行移动，直至钩连端17与钩连孔20重新钩连。

上述操作步骤，首先，在副支腿6需要发生移动时，钩连端17与钩连孔20发生分离，能有效降低副支腿6的移动难度；其次，当钩连端17与钩连孔20重新钩连时，利用第一弹簧15、第二弹簧16、连接弹簧14的规格长度一致的特点，能自动使若干支撑块10均匀分布于主支腿5与副支腿6之间，无需人员布置。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。