施工現(xiàn)場(chǎng)井架的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、施工現(xiàn)場(chǎng)井架的設(shè)計(jì)與計(jì)算井架的截面輪廓尺寸為1.602.00 米。主肢角鋼用758；綴條腹桿用606。一、荷載計(jì)算：為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定在荷載作用下只考慮頂端一道纜風(fēng)繩起作用，只有在風(fēng)荷載作用下才考慮上下兩道纜風(fēng)繩同時(shí)起作用。、吊籃起重量及自重：kq2=1.201000=1200kg、井架自重：參考表2-67，q2=0.10t/m，28 米以上部分的總自重為：nq2=（40-28）100=1200kg20 米以上部分的總自重為：nq1=20100=2000kg。、風(fēng)荷載：w=w0k2kaf（kg/m2） 式中，基本風(fēng)壓w0=25kg/m2。風(fēng)壓高度變化系數(shù)kz=1.35（風(fēng)壓沿高度是變化的，現(xiàn)按均

2、布計(jì)算，風(fēng)壓高度變化系數(shù)取平均值）；風(fēng)載體型系數(shù)k，根據(jù)工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表12，k=kp （1+n）=1.3（1+），擋風(fēng)系數(shù)=ac/af （ac 為桿件投影面積；af 為輪廓面積）。當(dāng)風(fēng)向與井架平行時(shí)，井架受風(fēng)的投影面積ac=0.0751.40(肢桿長(zhǎng)度)2（肢桿數(shù)量）+0.062（橫腹桿長(zhǎng)度）+0.062.45（斜腹桿長(zhǎng)度）29（井架為29 節(jié)）1.1（由節(jié)點(diǎn)引起的面積增值）=15.13m2，井架受風(fēng)輪廓面積af=hh=40.62.0=81.2m2（h 為井架高度，h 為井架厚度）。所以，=ac/af=15.3/81.2=0.19，h/b=2/1.6=1.25,由表2-68 查得

3、=0.88。風(fēng)振系數(shù)，按自振周期t 查出，t=0.01h=0.0140.6=0.406 秒，由表2-71查得=1.37。所以，當(dāng)風(fēng)向與井架平行時(shí)，風(fēng)荷載：w=w0.kz.1.3（1+）. .af=251.351.30.19（1+0.88）1.3781.2=1740kg沿井架高度方向的平均風(fēng)載：q=1740/40.6=43kg/m當(dāng)風(fēng)向沿井架對(duì)角線方向吹時(shí)，井架受風(fēng)的投影面積:ac=0.0751.403+0.062sin450+0.061.6sin450+0.062.45sin450+0.062.13sin450 291.1=(0.0751.403+0.0620.70+0.061.60.70+0

4、.062.450.70+0.062.130.70) 291.1=21.0m2井架受風(fēng)輪廓面積af=（b1.4sin450+h1.4sin450）29=（1.601.40.70+2.01.40.70）29=102m2所以，=ac/af=21/102=0.206;h/b=2/1.6=1.25,由表2-68 查得=0.86。自振周期t=0.406 秒，由表2-71 查得=1.37。計(jì)算荷載時(shí)，根據(jù)工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表12，當(dāng)風(fēng)從對(duì)角線方向吹來(lái)時(shí)，對(duì)單肢桿件的鋼塔架要乘系數(shù)=1.1。所以，w，=w0.kz.1.3(1+) . .af=251.351.30.206（1+0.86）1.11.371

5、02=2590kg沿井架高度方向的平均風(fēng)載：q，=2590/40.6=64kg/m、變幅滑輪組張t1 及其產(chǎn)生的垂直和水平分力：前面已算出：t1=1920kg。垂直分力：t1v=t1sin=1920sin440=19200.695=1340kg.水平分力：t1h=t1cos=1920cos440=19200.719=1380kg.、纜風(fēng)繩自重t2 及其產(chǎn)生的垂直和水平分力：t2=n.ql2/8f式中:n-纜風(fēng)繩根數(shù)，一般為4 根；q-纜風(fēng)繩自重，當(dāng)直徑為1315mm 時(shí)，q=0.80kg/m；l-纜風(fēng)繩長(zhǎng)度（l=h/cosr,h-井架高度，r-纜風(fēng)繩與井架夾角）f-纜風(fēng)繩垂度，一般控制f=l/

6、300 左右。所以，t2=n.ql2/8f=40.80（40.6/cos450）2/80.03(40.6/cos450)=740kg垂直分力:t2v=t2cosr=t2cos450=7400.707=520kg。水平分力：t2h=0（對(duì)井架來(lái)說(shuō)，4 根纜風(fēng)繩的水平分力相互抵消）。、起重時(shí)纜風(fēng)繩的張力t3 及其產(chǎn)生的垂直和水平分力:起重時(shí)只考慮頂端一道纜風(fēng)繩起作用，在起重時(shí)纜風(fēng)繩的張力：t3=k(q1+q) 7.80+g17.80/2/hsin450=19807.80+3003.90/40.60.707=576kg垂直分力：t3v=t3cosr=576cos450=408kg。水平分力：t3h=

7、t3sinr=576sin450=408kg。、風(fēng)荷載作用下，纜風(fēng)繩張力產(chǎn)生的垂直和水平分力：在風(fēng)荷載作用下，考慮井架頂部及20.60 米處上、下兩道纜風(fēng)繩皆起作用，故整個(gè)井架可近似按兩等跨連續(xù)梁計(jì)算。頂端纜風(fēng)處：水平分力t4h=0.375q,l=0.3756420=480kg，垂直分力t4v=t4h=480kg中間纜風(fēng)處：水平分力t5h=1.25q，l=1.256420=1600kg垂直分力t5v=t5h=1600kg、搖臂桿軸力n0 及起重滑輪組引出索拉力s1 對(duì)井架引起的垂直和水平分力：水平分力：nh1=（n0-s1）cosa=(3770-2100)cos300=16700.866=14

8、50kg垂直分力：nv1=（n0-s1）sina=(3770-2100)sin300=16700.50=835kg 起重滑輪組引出索拉力s1 經(jīng)導(dǎo)向滑輪后對(duì)井架的垂直壓力：nv2=s1=2100kg、提升吊籃的引出索拉力s2 對(duì)井架的壓力：nv3=s2=f0kq2=1.061.201000=1280kg二、內(nèi)力計(jì)算:、軸力：、o 截面（搖臂桿支座處）井架的軸力n0=kq2+nq2+t1v+t2v+t3v+t4v+nv1+nv2+nv3=1200+1200+1340+520+408+480+835+2100+1280=9360kg、d 截面（第一道纜風(fēng)處）井架的軸力nd=kq2+nq1+t1v+

9、t2v+t3v+ t4v+ t5v+nv1+nv2+nv3=1200+2000+1340+520+408+480+1600+835+2100+1280=11760kg、彎矩:.風(fēng)載對(duì)井架引起的彎矩:考慮上、下兩道纜風(fēng)繩同時(shí)起作用，因而近似的按兩跨連續(xù)梁計(jì)算（忽略上、下纜風(fēng)繩支點(diǎn)處位移不同的影響）。m01=t4h12-1/2q, 122=48012-1/264-122=1150kg-mmd1=-0.125q, 202=-0.12564202=-3200kg-m、起重荷載引起的水平分力對(duì)井架產(chǎn)生的彎矩:此時(shí)只考慮頂端的纜風(fēng)繩起作用。m02=（t1h-t3h）12+（t1v+t3v+nv1+nv2）

10、2.55/2=(1380-408)12+(1340+408+835+2100)1.28=11800+6000=17800kg-mnd2=（t1h-t3h）20-nh18+（t1v+t3v+nv1+nv2）2.55/2=(1380-408)20-14508+(1340+408+835+2100)1.28=19440-11600+6000=13840kg-m所以，井架o 截面的總彎矩：m0=m01+m02=1150+17800=18950kg-m井架d 截面的總彎矩：md=md1+md2=3200+13840=17040kg-m三、截面驗(yàn)算：、井架截面的力學(xué)性能：查型鋼特性表得：主肢：758 a0

11、=11.50cm2,4a0=46cm2,z0=2.15cm2,ix=iy=60cm4,imin=25.30cm4,rmin=1.48cm。綴條：606 a0=6.91cm2,ix=23.30cm4, z0=1.70cm2,rx=1.84cm,imin=9.76cm4,rmin=1.19cm。井架的總慣矩：y-y 軸：iy=4iy+a0（bz1/2-z0）2=460+11.50(160/2-2.15)2=279000cm4x-x 軸： ix=4ix+a0（bz2/2-z0）2=460+11.50(200/2-2.15)2=440000cm4y,-y,軸和x,-x,軸：i，y=i，x=ixcos2

12、450+iysin2450=4400000.7072+2770000.7072=221000+140000=361000cm4井架的總慣矩以iy=279000cm4 最小，截面驗(yàn)算應(yīng)采用iy 進(jìn)行驗(yàn)算。、井架的整體穩(wěn)定驗(yàn)算：（計(jì)算軸力、彎矩時(shí)，風(fēng)荷載是按井架對(duì)角線.方向考慮的，故偏于安全）。井架的整體穩(wěn)定驗(yàn)算，按格構(gòu)式構(gòu)件偏心受壓計(jì)算：o 截面：n0=9360kg、m0=18950kg-m.井架的長(zhǎng)細(xì)比：y=l0/iy/4a0=4060/279000/46=51.8井架的換算長(zhǎng)細(xì)比：0=2y+40.a/a1=51.82+4046/26.91=53.0相對(duì)偏心率：=m0/n0.a/w=18950

13、00/936046/279000/160/2=2.68查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄表21，得穩(wěn)定系數(shù)pg=0.257所以，0=n0/pga=9360/0.25746=792kg/cm2=1700kg/cm2d 截面：nd=11760kg,md=17040kg-m.0=53.0=md/nd.a/w=1704000/1176046/279000/160/2=1.89查得：pg=0.321所以，d=nd/pga=11760/0.32146=796kg/cm2iy,偏于安全，不再驗(yàn)算。、主肢角鋼的穩(wěn)定驗(yàn)算： o 截面的主肢角鋼驗(yàn)算：n0=9360kg、m0=18950kg-m.主肢角鋼的軸力：n=n0/4+m

14、0/255=9360/4+1895000/255=2340+7420=9760kg已知主肢角鋼的計(jì)算長(zhǎng)度l0=1.40m。758 的rmin=1.48cm。=l0/rmin=140/1.48=94。由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄四附表16 查得穩(wěn)定系數(shù)=0.644。所以，=n/a0=9360/0.64411.50=1270kg/cm2、d 截面的主肢角鋼驗(yàn)算：nd=11760kg、md=17040kg-m。主肢角鋼的軸力：n=nd/4+nd/255=11760/4+1704000/255=2940+6680=9620kg。=0.644 所以，=n/a0=9620/0.64411.50=1300kg/cm2、綴條驗(yàn)算：o 截面的剪力：按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第43 條：q=20a=2060=920kg。按內(nèi)力分析：考慮兩道纜風(fēng)繩均起作用，所以，q=t3h+q,12+nh1-t1h=408+6412+1450-1380=1246kg取