《土木工程特种结构》课件 第8章 带式输送机走廊

《土木工程特种结构》第8章带式输送机走廊第8章带式输送机走廊概述8.1带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2走廊荷载8.3地震作用及效应组合8.4钢筋混凝土梁式廊身内力计算8.5钢筋混凝土支撑框架计算8.68.1概述

矿井地面煤和矸石的运输按照地面生产工艺过程，必须从某处的一个水平高度输送到另一处的某一个水平高度，因此在某些生产建筑物或结构物之间要建造连接的结构物，用于安装和支承运输设备并供人员通行，这种高出地面的结构物称为“栈桥”，用于支承带式输送机并供人员通过的高出地面的结构物称为带式输送机栈桥，为防避风雨,保护设备，通常在栈桥面上建有墙壁与顶盖，所以也称为带式输送机走廊。煤矿中-般多采用封闭式走廊，在水泥、钢铁冶金工业也有采用开敞式走廊的，即在带式机上加防护罩的形式，开敞式走廊具有结构简单、自重轻、用料省等优点,但多适合于输送干燥矿物，对水分很大的煤，当温度在0℃以下时，煤将会冻结在输送机带上而影响运输,因此在没有可靠地解决好防冻问题时不宜采用。8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.1带式输送机走廊布置

带式输送机走廊由廊身、支承结构及基础三部分组成。廊身截面尺寸取决于通道布置。关于廊身通道布置问题，在《带式输送机工程技术标准》（GB50431-2020）和《煤矿用带式输送机基本参数与尺寸》(MT/T1216-2024)中，做了如下规定:(1)带式输送机栈桥分为单条输送机和双条输送机两类,带宽有500mm、650mm800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm、2000mm、2200mm、2400mm、2600mm、2800mm、3000mm和3200mm等。单条带式输送机栈桥系列及基本参数如图8-2-1及表8-2-1所示。双条带式输送机栈桥系列及基本参数如图8-2-2及表8-2-2所示。(2)带式输送机栈桥的倾角,在0°~6°范围内每1°为一级;6.5°~20°每0.5°为一级。8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.1带式输送机走廊布置(3)栈桥的净宽度,根据带式的布置分为2500mm、3000mm、3500mm、4500mm、5000mm、5500mm、5800mm七种。栈桥的净高度按垂直于底板方向不应2200mm(B≤1400mm)和2500mm(B>1400mm)。图8-2-1

单条带式输送机栈桥通道布置图8-2-2双条带式输送机栈桥通道布置8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.1带式输送机走廊布置栈桥净宽A胶带宽度B胶带中心至墙内侧净距人行道E检修道FC1C2250050014001100915615650140011008405403000800170013001040640100017001300930530350012002000150011056051400200015001005505表8-2-1单条带式输送机栈桥系列及基本参数注：在计算E和F时，胶带输送机外形尺寸，以中间架支腿底部角钢外缘为准8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.1带式输送机走廊布置表8-2-1双条带式输送机栈桥系列及基本参数注：在计算E、F1、F2时，带式输送机外形尺寸，以中间架支腿底部角钢外缘为准栈桥净宽A胶带宽度B1+B2胶带中心至墙内侧净距胶带中心距C3人行道E检修道

C1C1F1F24500650+6501100110023001180540540650+80010601160228010605005005000650+10001150135025001170590580800+8001250125025001180590590800+100011801290253011005205205500800+120013001500270011456406051000+100014001400210011606306301000+1200130014002800113553050558001200+120014501450290011105555558.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.2廊身结构

廊身结构分为钢筋混凝土结构、钢结构及钢与钢筋混凝土组合结构等。1.钢筋混凝土结构

钢筋混凝土结构的优点是耐久、耐火和刚度好。钢筋混凝土走廊可分为现浇与装配式两种结构，又可分为普通钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土结构。预制装配式钢能混凝土走廊的特点是构件可以在工厂或现场预制，可保证工程质量、节省模板、缩短工期。预应力钢筋混凝土走廊可以做成大跨度结构,其优点是可以减少中间支承框架。(1)梁式:纵梁、底板、屋面板为钢筋混凝土构件,有现浇和预制两种。图8-2-3中②轴线以右部分即为现浇钢筋混凝土梁式走廊。8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.2廊身结构图8-2-3钢筋混凝土梁式走廊

预制纵梁可做成非预应力的和预应力的。对承重梁,钢筋混凝土梁跨度为9m、12m两种，预应力钢筋混凝土梁跨度为18m。支架高度为6-17m，按0.5m分级。8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.2廊身结构(2)桁架式:廊身跨孔结构为钢筋混凝土桁架或预应力钢筋混凝土桁架。底板、屋面板一般为预制槽形板，底板亦可用预应力槽形板。图8-2-4所示钢筋混凝土桁架走廊。图8-2-4钢筋混凝土桁架走廊8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.2廊身结构(3)薄壁箱型:跨孔结构为薄壁箱型钢筋混凝土结构，跨度一般为24~30m，箱型走廊如图8-2-5所示。施工方法为现浇。特点是跨孔结构、底板、墙壁、屋面板四者合一，结构整体性好，空间刚度高。图8-2-5钢筋混凝土箱型走廊8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.2廊身结构2.钢结构:跨孔结构由主桁架、上弦支撑桁架、下弦支撑桁架及门架组成。底板、屋面板一般为预制槽形板。墙壁围护结构有钢丝网细石混凝土板、石棉水泥瓦、压形涂料钢板、铝合金板等。

主桁架有平行弦桁架、带下撑的平行弦桁架等,如图8-2-6和图8-2-7所示。

图8-2-6平行弦钢桁架走廊图8-2-7带下撑的平行弦桁架走廊8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.2廊身结构2.钢结构图8-2-8带下撑及外伸臂的三支点钢弦桁架走廊除两端简支外，还可做成多跨连续及带外伸臂的架，如图8-2-8所示。主架跨度以24~36m居多,更大者可达50m以上。8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.2廊身结构3.钢与钢筋混凝土组合结构

板式组合桁架为底板与桁架上弦合二为一的跨孔结构。底板为钢筋混凝土，下弦及腹杆为圆钢或型钢。图8-2-11所示为一工程实例。图8-2-11板式组合桁架走廊这种廊身结构形式的优点是:结构自重轻,整体性强,经济指标好，便于一次整体吊装以充分利用起重设备能力。缺点是:必须在起吊地点就地预制;组合拼装困难，使用时维修困难。8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.3支撑结构1.钢筋混凝土支撑结构一般多为多层钢筋混凝土框架，有现浇和预制两种。高度为6~17m,按0.5m分级。2.钢支承结构钢支承结构为由弦杆和腹杆组成的竖向桁架。用于走廊底板较高的场合(如超过25m),如图8-2-12所示。图8-2-12钢桁架支撑结构8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.4结构选型1.非地震区走廊(1)走廊的跨孔结构，一般应采用装配式钢筋混凝土结构。当跨度在25m以上或有特殊需要时，可采用钢结构。(2)走廊支承结构高度在在10m以上时，宜采用钢筋混凝土结构。2.地震区走廊(1)走廊宜与毗邻建(构)筑物脱开，设置防震缝，使之成为独立的体系。(2)走廊底板高度大于7m时，一般采用钢筋混凝土框架支承结构。8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.4结构选型(3)走廊底板高度小于或等于7m时，可采用连续砖墙支承结构。其平面应成封闭形,沿高度每隔3~4m设一道钢筋混凝土圈梁。抗震横墙间距为15m(6、7度)，11m(8度)或7m(9度)。(4)中小型矿井走廊底板高度小于10m，当抗震设防烈度为6度和7度时，可采用砖砌箱型支承结构。沿高度方向每隔4m左右，设钢筋混凝土圈梁一道。(5)跨孔结构跨度大于等于12m时，,宜支承在钢筋混凝土结构上。8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.5建筑构造1.屋面排水

屋面上应设分水条，避免水流沿走廊全长冲刷屋面，分水条布置如图8-2-13所示，其间距为9~12m，从走廊下端距建筑物1m处开始设置，可用细石混凝土筑成,高出屋面50~70mm。图8-2-13屋面分水条布置8.2带式输送机走廊通道布置、结构形式及建筑构造8.2.5建筑构造2.保温层

走廊廊身上部围护结构,应根据室外温度情况确定是否保温。如需要保温时，屋面和底板上均应铺筑保温层，其厚度由热工计算决定。3.人行道

走廊坡角α在6°以下时，不设踏步，打斜方格网；6°≤α≤10°时，设防滑条；α>10°时应设踏步。4.开窗

由于采光通风要求，廊身需开设侧窗,采光面积比一般为1/10~1/8。8.3走廊荷载8.3.1结构自重

钢筋混凝土廊身跨孔结构自重按截面尺寸计算。钢桁架跨孔结构自重包括:主架、上下弦支撑、门架等重量。底板、顶盖与墙壁重量均按其材料重度和体积计算,表8-3-1所列经验值可供设计计算参考。输送机数量廊道宽度（m）结构自重（kN/m）133.5～4.024～64.5～6.0表8-3-1钢桁架跨孔结构自重经验值8.3走廊荷载8.3.2楼面使用荷载

楼面使用荷载指带式输送机及其上面的物料、楼面积料、人群等引起的荷载。它包括楼面均布活荷载与输送机支腿荷载两项:楼面均布可变荷载标准值取2kN/m2,输送机支腿荷载按输送机及运送物料实际情况计算。

中部支腿荷载标准值如表8-3-2所示。设计计算底板时,支腿荷载应乘以动力系数1.1。计算跨孔结构及支承结构时,支腿荷载按实际数值(不乘动力系数)取用。带式输送机头和传动装置的动力系数取1.15~1.40。8.3走廊荷载8.3.2楼面使用荷载表8-3-2

中部支腿荷载标准值胶带宽度（mm）650800100012001400输送机自重（N/m）660810126015801840物料重

（N/m）452406497542（724）684615753（822）10759601180（1290）15401390（1690）20901800（2300）每对支腿荷载（N）416049007650981012420

8.3走廊荷载

图8-3-1走廊廊身风荷载体型系数廊身通道底板应考虑风荷载的负压作用,屋面板除不保温轻型板外可不考虑此项作用。

8.4地震作用及效应组合8.4.1一般规定

地震发生时，这对走廊的支承结构和跨间结构引起很大的地震效应。一般规定如下:(1)带式输送机走廊属丙类建筑，按本地区抗震设防烈度计算地震作用。(2)走廊需要计算地震作用时，考虑地震作用的原则为1)走廊两个主轴方向(纵向与横向)应分别计算地震作用。2)8度、9度设防时，大跨走廊应计算竖向地震作用。

3)9度设防时，应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合。(3)计算地震作用时,重力荷载代表值为永久荷载，取100%;支腿荷载，取100%;楼面均布可变荷载，取50%;雪荷载，取50%。8.4地震作用及效应组合8.4.2分析走廊横向地震作用的一般方法

分析走廊横向地震作用及其反应时，一般假设支承结构为走廊廊身的弹性支座，视廊身为支承在弹性支座上的连续梁。将廊身的分布质量化为若干集中质量,并将支承结构质量的1/4集中于顶部。两端与建筑物脱开的走廊的计算简图,如图8-4-1所示。可按这种计算简图编写计算横向地震作用及内力的电算程序。图8-4-1走廊横向地震作用计算简图8.4地震作用及效应组合

8.4地震作用及效应组合

图8-4-2刚性廊身两端脱开走廊横向地震作用计算简图8.4地震作用及效应组合

8.4地震作用及效应组合

8.4地震作用及效应组合

图8-4-3刚性廊身一端落地一端脱开的走廊横向地震作用计算简图8.4地震作用及效应组合8.4.4纵向、竖向地震作用1.两端与建筑物脱开的情形

当廊身为装配式结构时，支架与廊身视为铰接，其计算简图如图8-4-4a所示，当走廊为整体现浇时，支架与廊身视为刚接,其计算简图如图8-4-4b所示。

（b)支架与廊身刚接支架与廊身铰接图8-4-4两端脱开的走廊纵向地震作用计算简图8.4地震作用及效应组合

（8-8）8.4地震作用及效应组合

（8-9）8.4地震作用及效应组合8.4.5荷载效应组合和地震作用效应组合

计算走廊跨孔结构、支承结构及基础时,可按表8-4-1进行荷载效应组合。

表8-4-1走廊荷载效应组合及分项系数注：1．表中屋面可变荷载(雪荷载)一项应按屋面可变荷载与雪荷载的较大值取用；2.风荷载组合中，当竖向荷载效应对结构有利时，相应分项系数取为1.0；3.对于屋面板、底板、荷载效应组合及分项系数可参考本表确定，风荷载组合中可变荷载组合系数应予调整。组合名称永久荷载支腿荷载楼面均布可变荷载屋面可变荷载风荷载重力组合1.21.31.41.4—风荷载组合1.21.21.21.21.48.4地震作用及效应组合8.4.5荷载效应组合和地震作用效应组合

按表8-4-2进行地震作用效应组合。

表8-4-2走廊地震作用效应组合及分项系数组合名称重力荷载水平地震作用竖向地震作用附加说明水平地震作用1.31.4－

竖向地震作用1.3－1.59度抗震设计时才考虑，大跨走廊8度、9度时才考虑双向地震作用组合1.31.41.59度抗震设计时才考虑8.4地震作用及效应组合8.4.6钢筋混凝土走廊的抗震设计要点

我国是一个多地震的国家，因此设计钢筋混凝土走廊时，为使震害减小到最低限度或免遭损失，必须考虑地震作用对其不利影响，在设计中采取有效的措施，以保证所设计的工程在基准期内，符合大震不倒小震不坏的抗震要求。(1)钢筋混凝土走廊的抗震设计的各项构造措施应符合《建筑抗震设计标准(2024年版)》(GB/T50011)的要求。(2)走廊的高低跨处与毗邻建筑(结构)物间应设置防震缝，防震缝的宽度应符合现行的技术标准《构筑物抗震设计规范》（GB5019）中的规定。

8.4地震作用及效应组合8.4.6钢筋混凝土走廊的抗震设计要点(3)走廊支承结构应符合以下要求:1)当走廊的跨间结构为简支大梁或桁架，其防震缝区段长度>30m时，其间应在置一座四柱式框架支承结构，支撑结构为钢筋混凝土结构或钢结构，同一抗震单元的支撑结构宜采用相同材料。2)简支大梁或桁架一般支承在框架梁或特设的牛腿上，除支承面应有足够的尺寸相外，当抗震设防烈度为8度、9度时，支座预埋钢板下宜增焊抗剪钢板。8.4地震作用及效应组合8.4.6钢筋混凝土走廊的抗震设计要点(4)走廊跨间结构应符合以下要求:1)不得采用两端悬臂梁上搁置简支梁的形式。2)当抗震设防烈度为9度时,宜采用连续结构。3)当