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1、格构式型钢井架计算书依据龙门架及井架物料提升机安全技术规范完成。一、荷载计算:井架所受到的荷载主要包括以下几项：1.起吊物和吊盘重力（包括索具等）G 其中 K 动力系数，K=1.20； Q 起吊物体重力，Q=10.00kN； q 吊盘（包括索具等）自重力，q=2.00kN。经过计算得到 G=14.4kN。2.提升重物的滑轮组引起的缆风绳拉力S 其中 f0 引出绳拉力计算系数，取1.06。 经过计算得到 S=15.26kN。 3.井架自重力为1.00kN/m 4.风荷载为 Qw =1.20kN/m 5.摇臂杆端点A各杆件的内力 摇臂杆的起重荷载为 Q2=16.50kN 则起重滑轮组引出的索拉力S
2、1=1.2016.50=19.8kN A点三向力平衡公式 根据已知条件=30.0，=45.0。 其中 N 摇臂杆的A端点轴力，经计算得到为34.3kN； T1 变幅滑轮组缆风绳的张力，经计算得到为17.75kN。6.每根缆风绳的自重力 其中 Ts 每根缆风绳自重力产生的张力(kN)； q 缆风绳单位长度自重力，取0.008kN/m； l 每根缆风绳长度，H/cos确定(m)； H 缆风绳所在位置的相对地面高度(m)； 缆风绳与井架的夹角； w 缆风绳自重产生的挠度(m)，取w=l/300。 经过计算得到由上到下各缆风绳的自重力分别为 H1=50m Ts1=21.21kN H2=20m Ts2=
3、8.49kN 格构式型钢井架立面示意图二、井架内力计算:1. 各缆风绳与型钢井架连接点截面的轴向力计算： 经过计算得到由上到下各缆风绳与井架接点处截面的轴向力分别为 第1道H1=50m N1=14.4+15.26+1.00(50.00-50)+17.75sin45.0+221.21=84.63kN 第2道H2=20mN2=14.4+15.26+1.00(50.00-20)+17.75sin45.0+(34.3-19.8)sin30.0+221.21+28.49=138.86kN 摇臂杆的支点截面处 H=37.5mNO=14.4+15.26+1.00(50.00-37.5)+17.75sin45
4、.0+(34.3-19.8)sin30.0+242.42=104.382. 各缆风绳与型钢井架连接点截面的弯矩计算： 型钢井架计算简图经过连续梁的计算得到 型钢井架剪力图(kN) 型钢井架弯矩图(kN.m)经过计算得到由上到下各缆风绳与井架接点处截面的弯矩分别为第1道H1=50m弯矩和支点力分别为 M1=0kN.m； Q1=0kN 第2道H2=20m弯矩和支点力分别为 M2=143.892kN.m； Q2=47.22kN 摇臂杆的支点截面处 HO=37.5m弯矩为 MO=162.805kN.m三、整体稳定性计算: 1. 井架截面的力学特性： 井架的截面尺寸为1.602.00m； 主肢的截面力学
5、参数为 A0=11.50cm2，Z0=2.15cm，Ix0=60.00cm4，Iy0=60.00cm4； 格构式型钢井架截面示意图井架的y-y轴截面总惯性矩： 井架的x-x轴截面总惯性矩： 井架的y1-y1轴和x1-x1轴截面总惯性矩： 经过计算得到： Ix=440672.64cm4； Iy=279028.64cm4； Iy=Ix=359850.64cm4；计算中取井架的惯性矩为其中的最小值279028.64cm4。2. 井架的长细比计算： 井架的长细比计算公式： 其中 H 井架的总高度，取50.00m； Imin 井架的截面最小惯性矩，取279028.64cm4； A0 一个主肢的截面面积，
6、取11.50cm4。 经过计算得到=64.2。 换算长细比计算公式： 其中 A 井架横截面的毛截面面积，取411.50cm2； A1 井架横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴的毛截面面积，取26.90cm2； 经过计算得到h=65.23。3. 井架的整体稳定性计算： 井架在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式： 其中 N 轴心压力的计算值(kN)； A 井架横截面的毛截面面积，取411.50cm2； 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数； mx 等效弯矩系数, 取1.0； M 计算范围段最大偏心弯矩值(kN.m)； W1 弯矩作用平面内，较大受压纤维的毛截面抵抗矩, W1 = 3487.86cm3
7、； NEx 欧拉临界力(kN)。根据换算长细比=65.23查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到=0.797。 欧拉临界力NEx的计算公式为 经过计算得到 NEx=3.1422.1107411.50/65.232/1000=2238.42kN； 经过计算得到由上到下各缆风绳与井架接点处截面的强度分别为 第1道H1=50m =23N/mm,计算强度小于205.0N/mm,满足要求! 第2道H2=20m =76.94N/mm,计算强度小于205.0N/mm,满足要求! 摇臂杆的支点截面处 HO=37.5m =72.73N/mm,计算强度小于205.0N/mm,满足要求!四、缆风绳受力计算:缆风绳的拉力设计值选取各支点力水平分力最大值作为设计依据，最大值绳拉力为 Fg=47.22/sin45.0=66.78kN 缆风绳的容许拉力按照下式计算： 其中:Fg 缆风绳的容许拉力(kN)； Fg 缆风绳的钢丝破断拉力总和(kN)； 计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为缆风绳直径(mm)； 缆风绳之间的荷载不均匀系数，对619、637、661缆风绳分别取0.85、0.82和0.8； K 缆风绳使用安全系数。计算中Fg取66.78kN，=0.8，K=5.5,得到： 缆风绳最小直径必须大于30mm才能满足要求!
