格构式型钢井架计算.doc

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S1=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=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=20m N2=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=37.5m NO=14.4+15.26+1.00(50.00-37.5)+17.75sin45.0+(34.3-19.8)sin30.0+242.42=104.38 2. 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，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； 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