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文檔簡介
1、垂直運輸井架的設(shè)計和裝拆安全技術(shù)措施 、井架設(shè)計: 井架的截面輪廓尺寸為1.602.00米。主肢角鋼用l758;綴條腹桿用l606。 1、荷載計算: 為簡化計算,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=1200kg 20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
2、數(shù)kz=1.35(風(fēng)壓沿高度是變化的,現(xiàn)按均布計算,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,井架受風(fēng)的投影面積ac=0.0751.40(肢桿長度) 2(肢桿數(shù)量)+0.062(橫腹桿長度)+0.062.45(斜腹桿長度)29(井架為29節(jié))1.1(由節(jié)點引起的面積增值)=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/
3、1.6=1.25,由表2-68查得=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,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)向沿井架對角線方向吹時,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
4、+0.0620.70+0.061.60.70+0.06 2.450.70+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。 計算荷載時,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)從對角線方向吹來時,對單肢桿件的鋼塔架要乘系數(shù)=1.1。 所以,w,=w0.kz.1.3(1+) . .af =25
5、1.351.30.206(1+0.86)1.11.37102 =2590kg 沿井架高度方向的平均風(fēng)載: q,=2590/40.6=64kg/m a、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. b、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13-15mm時,q=0.80kg/m; l-纜風(fēng)繩長度(l=h/
6、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/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(對井架來說,4根纜風(fēng)繩的水平分力相互抵消)。 c、起重時纜風(fēng)繩的張力t3及其產(chǎn)生的垂直和水平分力: 起重時只考慮頂端一道纜風(fēng)繩起作用,在起重時纜風(fēng)繩的張力: t3=k(q1+q) 7.80+g17.80/2/hsin450 =19807.80+3003.90/40.60.707
7、=576kg 垂直分力:t3v=t3cosr=576cos450=408kg。 水平分力:t3h=t3sinr=576sin450=408kg。 d、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,故整個井架可近似按兩等跨連續(xù)梁計算。 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 e、搖臂桿軸力n0及起重滑輪組引出索拉力s1對井架引起的
8、垂直和水平分力: 水平分力:nh1=(n0-s1)cosa=(3770-2100)cos300=16700.866=1450kg 垂直分力:nv1=(n0-s1)sina=(3770-2100)sin300=16700.50=835kg f、起重滑輪組引出索拉力s1經(jīng)導(dǎo)向滑輪后對井架的垂直壓力: nv2=s1=2100kg g、提升吊籃的引出索拉力s2對井架的壓力: nv3=s2=f0kq2=1.061.201000=1280kg 2、內(nèi)力計算: 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+13
9、40+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+t2v+t3v+ t4v+ t5v+nv1+nv2+nv3 =1200+2000+1340+520+408+480+1600+835+2100+1280 =11760kg 彎矩: 、風(fēng)載對井架引起的彎矩: 考慮上、下兩道纜風(fēng)繩同時起作用,因而近似的按兩跨連續(xù)梁計算(忽略上、下纜風(fēng)繩支點處位移不同的影響)。 m01=t4h12-1/2q, 122 =48012-1/264-122 =1150kg-m md1=-0.125q, 202 =-0.12564202
10、 =-3200kg-m 、起重荷載引起的水平分力對井架產(chǎn)生的彎矩: 此時只考慮頂端的纜風(fēng)繩起作用。 m02=(t1h-t3h)12+(t1v+t3v+nv1+nv2)2.55/2 =(1380-408)12+(1340+408+835+2100)1.28 =11800+6000 =17800kg-m nd2=(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+17
11、800=18950kg-m 井架d截面的總彎矩:md=md1+md2=3200+13840=17040kg-m 截面驗算: 井架截面的力學(xué)性能: 查型鋼特性表得: 主肢:758 a0=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
12、=279000cm4 x-x軸: ix=4ix+a0(bz2/2-z0)2 =460+11.50(200/2-2.15)2 =440000cm4 y,-y,軸和x,-x,軸: i,y=i,x=ixcos2450+iysin2450 =4400000.7072+2770000.7072 =221000+140000 =361000cm4 井架的總慣矩以iy=279000cm4最小,截面驗算應(yīng)采用iy進(jìn)行驗算。 井架的整體穩(wěn)定驗算:(計算軸力、彎矩時,風(fēng)荷載是按井架對角線方向考慮的,故偏于安全)。 井架的整體穩(wěn)定驗算,按格構(gòu)式構(gòu)件偏心受壓計算: 、o截面:n0=9360kg、m0=18950kg-
13、m. 井架的長細(xì)比:y=l0/iy/4a0=4060/279000/46=51.8 井架的換算長細(xì)比:0=2y+40.a/a1=51.82+4046/26.91 =53.0 相對偏心率:=m0/n0.a/w=1895000/936046/279000/160/2=2.68 查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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/cm2 、d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
14、.321 所以,d=nd/pga=11760/0.32146=796kg/cm2=1700kg/cm2 沿井架對角線方向,由于i,x=i,yiy,偏于安全,不再驗算。 、主肢角鋼的穩(wěn)定驗算: o截面的主肢角鋼驗算:n0=9360kg、m0=18950kg-m. 主肢角鋼的軸力:n=n0/4+m0/255 =9360/4+1895000/255 =2340+7420 =9760kg 已知主肢角鋼的計算長度l0=1.40m。758的rmin=1.48cm。 =l0/rmin=140/1.48=94。 由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附錄四附表16查得穩(wěn)定系數(shù)=0.644。 所以,=n/a0=9360/0.6441
15、1.50=1270kg/cm2 、d截面的主肢角鋼驗算: 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 、綴條驗算: o截面的剪力:按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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 取計算剪力為q=1246kg。 綴條的內(nèi)力:n=q/2c
16、osa=1246/2200/245=763kg 綴條的計算長度l0=245cm,rmin=1.19。 所以,計算長度=l0/rmin=245/1.19=206 查得穩(wěn)定系數(shù)=0.170,所以, =n/a=763/0.1706.91=645kg/cm2,滿足要求。 3、結(jié)論: 通過上述截面驗算知道,本工程選用的廈門市德毅機(jī)械有限公司制造的型號為ssd60的井架提升機(jī),在上述荷載作用下是安全的。 、井架安裝和拆除安全技術(shù)措施: 1、井架搭設(shè)高度和起重量必須按設(shè)計規(guī)定要求,嚴(yán)禁超負(fù)荷使用。 2、井架的底座必須安置在堅硬地基上,埋深不得少于1m;井架基礎(chǔ)土層承載力,應(yīng)不小于8kpa,并澆筑c20混凝土
17、,厚度300mm、基礎(chǔ)表面平整偏差不大于10mm。 3、高度為10-15m的井架應(yīng)設(shè)纜風(fēng)一組(4-8根);每增高10m加設(shè)一組。纜風(fēng)繩上端要用吊耳和卸甲連接,并用3只以上鋼絲繩夾頭緊固。 4、井架采用附墻者應(yīng)用剛性支撐與建筑物牢固連接,連接點必須經(jīng)過計算,井架附墻桿不得附著在腳手架上,附墻桿材質(zhì)應(yīng)與井架的材質(zhì)相同。 5、井架搭至10m高度必須設(shè)臨時纜風(fēng),待固定纜風(fēng)或附墻支撐設(shè)置后,方可拆除。纜風(fēng)繩與地面夾角應(yīng)為45-60度,與地錨或樁頭必須牢固連接。地錨、樁頭要安全可靠,樁頭后須有拖樁。如使用木樁,木樁直徑不得小于15cm,埋深不少于1.5m。禁止將纜風(fēng)繩栓在樹木、電桿上。 6、高度在30m以
18、上的井架,其纜風(fēng)繩上的花蘭螺絲,必須加以保險。穿越馬路時,要采取可靠的安全措施。 7、纜風(fēng)繩不準(zhǔn)在高壓線上方通過,與高壓架空線必須保持規(guī)定的安全距離。 8、井架的立柱應(yīng)垂直穩(wěn)定,其垂直偏差應(yīng)不超過高度的千分之一,接頭應(yīng)相互錯開,同一平面上的接頭不應(yīng)超過2個。井架導(dǎo)向滑輪與卷揚機(jī)繩筒的距離,帶槽卷筒應(yīng)大于卷筒長度的15倍,無槽光筒應(yīng)大于卷筒長度的20倍。 9、井架運輸通道寬度不小于1m,擱置點必須牢靠,通道兩邊必須裝設(shè)防護(hù)欄桿,并裝有安全門或安全柵欄。 10、井架吊籃必須裝有防墜裝置和定型化的??垦b置,沖頂限位器和安全門;吊籃提升應(yīng)使用雙根鋼絲繩;吊籃兩側(cè)裝有安全擋板或網(wǎng)片,高度不得低于1m,防止手推車等物件滑落;吊籃的焊接必須符合規(guī)范。 11、井架底層周圍及通道口,必須裝設(shè)隔離防護(hù)柵,井架高度超過30m,須搭設(shè)雙層安全棚;如無法設(shè)置隔離棚,則井架四周必須掛安全網(wǎng),安全網(wǎng)應(yīng)三面包滿。 12、井架必須裝設(shè)可靠的避雷和接地裝置;卷揚
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