资源描述
物 料 提 升 机
专
项
施
工
方
案
编制人: 职务:
审核人: 职务:
审批人: 职务:
二0一五年三月
目 录
第一章 编制依据………………………………………………02
第二章 工程概况………………………………………………02
第三章 物料提升机部署………………………………………03
第四章 物料提升机安装程序及关键点…………………………04
第五章 物料提升机拆卸程序…………………………………12
第六章 物料提升机安拆安全方法……………………………15
第七章 物料提升机基础设计计算书…………………………16
第八章 基础及物料提升机加固架体施工和验收…………18
第九章 项目部对物料提升机安拆单位管理………………19
第十章 环境卫生和职业健康…………………………………19
附图----物料提升机平面部署图
第一章 编制依据
1、施工组织设计及施工总平面图
2、生产厂家提交产品使用说明书
3、设计单位提供施工图纸
4、安装(拆卸)单位提交安装(拆卸)方案
5、《加强建筑起重机械租赁、安装拆卸和使用安全管理若干意见》杭建监总【】33号
6、《相关深入加强建筑起重机械安装和使用安全管理若干意见》杭建监总【】56号
7、《相关调整建筑起重机械安装、拆卸通知和使用登记立案程序通知》杭建监总【】57号
8、《浙江省建筑施工安全标准化管理要求》
9、《建筑施工安全检验标准》(JGJ59-)
10、浙江省建设厅《建筑施工安全检验标准》(JGJ59-)实施意见
11、《建筑施工高处作业安全检验技术规范》(JGJ80-91)
12、《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ133-)
13、《龙门架及物料提升机物料提升机安全技术规程》(JGJ88-)
14、《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-)
15、《混凝土结构工程质量验收规范》(GB50204-())
16、《混凝土结构工程施工规范》(GB50666-)
17、其它相关国家规范和规程
18、我企业颁发相关建筑施工规程、要求及安全、消防、质量等文件
19、我企业相关施工质量、安全生产、技术管理、文明现场等文件
21、
22、
第二章 工程概况
第一节 工程基础概况
第二节 子单位工程概况
本工程共有1个地下室及1幢单体组成,本工程子单位情况为:
子单位
层数
总高度(m)
主体结构体系
基础形式
备注
主体
9
38.10
框架结构
人工挖孔桩
框架抗震等级二级
地下室
2
10
框架结构
人工挖孔桩
框架抗震等级二级
第三章 物料提升机部署
第一节 物料提升机型号选择
本工程物料提升机选择杭州华诚机械生产 SSDB100井架物料提升机,关键性能参数以下:
项目
参数
吊篮额定载重量
1000KG
架体最大架设高度
30M
额定上升速度
46M/min
起升电机型号
YEZ132m-4-7.5
起升电机连续负载功率
7.5KW
起升电机额定电压/电流
50HZ 15.4A
钢丝绳型号
6 X 19-9.3-1700
吊篮内部空间
3.6 X 1.37 X 2.0
架体每节高度
1.5M
拽引机自重
400KG
吊篮自重
565KG
配重
1100KG
第二节 物料提升机基础位置情况
物料提升机基础直接做在地下室顶板上,物料提升机基础设计计算书详第七章物料提升机基础计算书。
第三节 物料提升机基础选择
依据厂家提供资料,基础长度:4580mm;基础宽度:1820mm;基础厚度:350mm;地梁尺寸:660X600(宽X高);混凝土强度等级:C25。
第四章 物料提升机安装程序及关键点
第一节 物料提升机安装基础次序
1 清理砼基础,砼基础表面应低于预埋件平面,四角预埋件水平误差不得大于3MM。
2 装底架梁:底架梁应于砼基础中心一致,和压板用M16螺栓紧固,并检验对角线长度误差应在1/1000以内。底架安装是整个施工升降机使用安全根本确保,所以在安装时,水平控制尤其关键,底架四角一定要垫实。
3 装底层立角钢:长短立角钢必需相互错位安装。
4 装标准节:装标准立角钢、横杆、斜杆、吊笼导轨、大中小翼板和对重笼导轨,M14螺栓连接拧紧力矩为137-164N·M。刚装好标准节杆件,必需连接牢靠后才可进行下一步标准节杆件安装。
5 装附墙装置:物料提升机搭设到15米高度时,必需在离地9-12米处安装一道附墙装置,以后每升高9米,即装一道附墙。
注:物料提升机顶部自由高度不得大于6米;物料提升机和建筑物之间应采取钢性件连接;绝不许可附墙架连接在脚手架上。
在调整附墙架时,应用经纬仪监控,使物料提升机垂直度控制在要求范围内,见下表:
物料提升机安装垂直度公差值
架设高度(M)
70
>70~100
垂直度公差值(MM)
小于架设高度1/1000
70
6 装顶层立角钢:用两根短立角钢取平。
7 装顶横梁、天梁:装顶横梁、天梁、加强斜捍和顶层导轨。
8 装滑轮组:依次安装上下滑轮,对重滑轮和中间滑轮。
9 装避雷针:避雷针安装在天梁中间,并可靠接地。
注:物料提升机(避雷针)和输电线最小距离不应小于下表要求。
物料提升机(避雷针)和输电线最小距离
输电线电压(千伏)
<1
1~15
20~40
60~110
沿垂直方向(米)
1.5
3
4
5
沿水平方向(米)
1
1.5
2
4
第二节 安装步骤
1 装吊笼
1.1 用四根Φ48×3.5m脚手架钢管横搁在底横梁上,将吊笼运入物料提升机内停放在脚手架钢管上并注意出料门方向应正确。
1.2 装好吊笼8只导轮装置。
2 装安全坠重笼
坠重笼笼底和底横梁上平面距离为0.7米并用支撑物垫高。
3 装安全网丝绳
装两根Φ11钢丝绳联接尾管后分别缠绕在安全绳轮上各三圈整(头尾四圈),左、右应对称,并将尾绳用绳卡固定在坠重笼上,绳卡间距离不应小于6倍钢丝绳直径。
去掉坠重笼底部垫高块,并在笼内各装入18块对重块,重量约为135-145KG(砼试块150×150×150每块重约为8kg),使安全钢丝绳拉紧后,这时坠重笼底和底横梁上平面距离不应小于350毫米。
4 安装曳引机
4.1 装曳引机:曳引轮中间曳引槽应和物料提升机中心一致,曳引轮轴线应和物料提升机平行,机座应水平。
4.2 曳引机座和预埋件用M16螺栓双螺母紧固。
5 装对重箱
5.1 装对重箱:对重箱装入导轨后,用手拉葫芦提升使其底部和缓冲弹簧上平面距离为1米。
5.2 装对重物:向对重箱内装对重物砼试块,要求对重物总重量为1100KG。
对重总重量=对重箱+砼试块+存余曳引钢丝绳。
对重箱自重为120kg,150×150×150砼试块,8kg/块;Φ9.3钢绳0.30kg/m。
6 将吊笼提升到高处
本机可用两种方法将吊笼提升到目标高处,用塔吊和本机自带卷筒专用钢丝绳提升均可,用户可依据实际情况自行选择,若有塔吊时,提议用塔吊提升。下面分别介绍这两种方法。
6.1 用塔吊提升
A 将塔吊吊钩从物料提升机顶部正中位置处引下,至吊笼顶部,用钢丝绳环串于吊笼顶部拉板销轴上,再将吊钩住钢丝绳。
B 首先检验物料提升机导轨架通道无阻碍,吊笼放置良好,导轮组和导轨结合良好。塔吊司机在地面人员指挥下将空吊笼缓慢提升到由顶架向下数第三排横杆上方约150-200mm处停稳妥。用四根专用搁架杆放置在吊笼两端底下第三排横杆上方靠近物料提升机导轨地方,注意搁架卡板方向。
在上面物料提升机外安全处人员指挥下,缓慢降下吊笼,使之平稳停放在搁架上搁好。
C 检验吊笼搁置稳妥后,退出塔吊吊钩。
6.2 用曳引机卷筒装专用钢丝绳提升
6.2.1 主控箱外检修转换电气安装及使用(参见主控箱电气图)
注:本项工作必需由持证电工进行。
安装步骤以下:
①装好极限开关;
②把主控箱固定在围护上;
③连接好三相电源线;
④把上、下限位开关和安全门开关短接(出厂时已短接,即10、11、12三端相连);
⑤接好电机和刹车线包连线;
⑥接好检修用操作手盒;
⑦仔细检验,做到正确无误;
在吊笼下方横杆(由顶架向下数第三排横杆)上,用四根专用搁架杆放置在吊笼两端底下第三排横杆上方靠近物料提升机导轨地方,注意搁架卡板方向。
利用在地面用人工方法,将曳引机两只制作器断续松开,在上面物料提升机外安全处人员指挥下,缓慢降下吊笼,使之平稳停放在搁架上搁好。
检验吊笼搁置稳妥后,才准在吊笼顶上站人进行以下步骤操作。
D、将提升钢丝绳卸除保管好
在吊笼顶上,将提升钢丝绳松开取下,用麻绳将钢丝绳头拉住慢慢地将绳头安全可靠地放到地面。
将曳引机卷筒上盘入钢丝绳退出,常规方法是用三人操作,两人将退出钢丝绳拉住,一人点动开动曳引机,将钢丝绳退出来。
将固定钢丝绳压板松开,将钢丝绳取下后,仍将压板固定拧紧在卷筒边上,预防失落。
取下提升钢丝绳应清除表面杂物,然后加油后盘扎好,外包塑布或麻布等包裹好,放在适宜仓库中保管,以备下次使用。
7 曳引钢丝绳安装
7.1 穿曳引出钢丝绳;分别将五根曳引钢丝绳按序穿引,拉紧后用绳卡预紧,紧固在对重笼调整杆上。
7.2 调整曳引钢丝绳张力
将吊住对重箱手拉葫芦松去,利用对重笼自重下滑使滑曳引绳收紧,绳间松紧,尽可能靠近,然后紧固绳卡,再用调整螺栓调整各曳引钢丝绳间张力,其差值不超出5%。
7.3 手持主控箱内检修操作按钮盒在物料提升机外安全处,开动曳引机,使吊笼上升,将吊笼升高150~200mm.
7.4 移掉横杆上四根专用搁架杆。
7.5 检验,只有确信多种安装跳板、拉绳等已经拆除,全部连接螺栓已经安全紧固,物料提升机内通道没有任何障碍后,才能进行下面操作。
7.6 手持主控箱内检修操作按钮盒在物料提升机外安全处,开动吊笼向下、向上运行各10米左右,至三个循环后,应再次调整五根曳引绳松紧,可用弹簧称来测定误差值。
注:在对重箱底部离地面0.6米时即触发上限位开关后,吊笼顶钢丝绳夹处离天梁安全距离不得小于1.8米。
使用步骤以下:
(1) 送入三相电;
(2) 将极限开关QS1手柄往上拨到开位置;
(3) 将主控箱内隔离器开关QS2合上;
(4) 将断路器QS3合上;
(5) 将检修转换开关SK4打到检修档;
(6) 试按检修用操作手盒上、下按钮,看上、下运行方向是否正确;(上、下按钮放手即停)
(7) 确定正确无异后,进行上、下控制操作;
8 装提升钢丝绳
首先检验专用钢丝绳规格是否符合要求(6×19-Φ11),并对全绳检验是否良好,如达成报废标准应该停止使用,另换同型号新钢丝绳(参见起重机机械用钢丝绳检验和报废实用规范GB5972-86)。
8.1 将提升钢丝绳一端盘入卷筒中
将钢丝绳一端穿出卷筒边专用孔后,用压板紧固在卷筒边上。将钢丝绳正确盘入曳引机卷筒中,钢丝绳应排列整齐、无挤压等。当吊笼处于工作最低位置时,卷筒上钢丝绳应不少于3圈。
8.2 将提升钢丝绳另一端固定在吊笼拉板销轴上。将钢丝绳头引上(用人工用麻绳将钢丝绳头拉上或用塔吊引上均可)到物料提升机天梁上,经过两组滑轮后引下到吊笼顶上,穿过吊笼顶上拉板销轴后用四只适宜绳卡将绳头固定好,多出钢丝绳盘扎于吊笼顶上。
注:本项工作必需由持证安装人员操作(或指导操作)。通常应有4个进行。常规方法为一人控制曳引机作点动正反转,两人或更多人拉紧进入卷筒钢丝绳,一人指挥并负责将盘入卷筒钢丝绳排列整齐挤紧。
8.3 将空吊笼提升到高处并在物料提升机中固定好
首先检验物料提升机导轨架通道无阻碍,吊笼放置良好,导轮组和导轨结合良好。
试点动开动吊笼,看提升方向是否正确,正确时开动曳引机将吊笼提升到由顶架向下数第三排横杆上方约150-200mm处停住。
注:这时吊笼内、顶上绝对不准乘人,将吊笼稳固固定在物料提升机中。
9 防护围栏、物料提升机安全门安装
9.1 装曳引机和对重箱防护围栏,围栏高度不应低于1.5米,并设“严禁入内”警示牌。
9.2 装物料提升机门灵活可靠。
10 电气安装
10.1 按电路图连接好各处电缆和引线。
10.2 测量电气和电气元件对地绝缘电阻不应小于0.5mΩ;电气线路对地绝缘电阻不应小于1Ω。
10.3 测量金属外壳、物料提升机、吊笼接地电阻不应大于4Ω。
10.4 检验各限位开关,极限开关接线,动作应正确无误。
10.5 各限位开关和座联接必需牢靠。
11 通电调试
11.1 在确定各机械电气安装正确无误,物料提升机内无多种障碍物时方可接通升降机总电源进行通电调试,将主控箱检修转换开关打到使用档,恢复吊笼内操作控制功效。
11.2 空载运行:检验曳引机运转是否正常,有否擦碰和异常声响,多种安全控制功效是否良好。
11.3 调整上限位和上极限开关位置,确保吊笼绳夹处和天梁安全距离不得小于1.8米,对重底部离地面距离为0.6米,上极限位开关起作用后,对重底部离地面距离大于0.1米。
11.4 调整下限开关和下限开关。正确下限位置:应使吊笼满载运作时,自动停止在吊笼地板比物料提升机门坎低50mm左右处;正确下极限开关位置:在该开关被触发时,吊笼底面还未碰到缓冲弹簧。
11.5 在吊笼中检验:调整好吊笼进出料门限位开关、笼顶翻板门限位开关、松绳限位开关和紧急拉手联锁开关等使其正确、良好。
11.6 在空载运行时,检验电气系统多种控制功效是否良好、正确。
11.7 在地面检验物料提升机进料门和吊笼运行联锁功效是否正确。
12 验收检验
在通电调试完成后,并确定空载运行多种功效设备均为正常后,才能够进行对升降机整机性能验收试验和检验,且如实填写“入贷两用施工升降机交接检验统计”,经验收合格,双方签字后方可交付使用,检验统计表一份送使用方责任人或设备管理部门,一份由安装方交资料室存档。
第五章 物料提升机拆卸程序
第一节 拆卸准备工作
1 小组召集全体人员认真学习拆卸升降机安全事项,共同落实安全方法内容。
2 进行技术交底,按本节第二项拆卸次序内容,明确各拆卸人员职责和任务,掌握拆卸程序和对应注意事项。
3 准备好拆卸工具、卸具、绳具、存装零件容器、箱等物和运输工具。
4 拆卸现场周围做好围护设施,挂“施工现场,严禁入内”警示牌,并设值班人员,阻止无关人员闯进。
第二节 拆卸程序
本方案采取将对重箱固定在顶上(吊笼在地面)措施,拆除五根曳引钢丝绳。
1 只有确信升降机各项功效正常,拆卸用起重设备也正常情况下,才能开始拆卸程序操作。
2 利用吊笼运输能力,将抗拒装用跳板、手拉葫芦、绳具、夹头、装零件螺栓等容器等专用工具送到最高层,部署好高空作业现场。
3 在地面对得箱内取出一部分砼试块,余下40块砼试块,连结重箱自重总其约440kg.
注:以后项工作起,吊笼内不得载任何贷物或人员,而且在吊笼底下物料提升机通道等不安全区域内不得有任何人和物。
4 拆除主控箱和副控箱相接控制总线:上、下限位和安全门开关连线可临时不拆,若拆除,刚将10、11、12三端短接;在主控箱上操作,将检修转换开关打到检修档。
5 在地面底架横梁处搁上三根搁放吊笼脚手架钢管(每根约2.5米长),按主控制箱内接好手持操作盒下按钮,将吊笼降落到钢管上搁平稳。(若没有接手持操作盒,也能够在地面利用人工方法将曳引机两只制动器断续松闸方法操作,缓慢慢地将吊笼降落到地面钢管上搁好)。
6 在物料提升机上靠近对重箱处搭设跳板,将两只钢管夹头,分别装在对重导轨上贴紧对重箱底部滑块处,使对重箱在本身重量作用下,在此位置卡住,不出现一点滑动,注意夹头要足够牢靠。
7 检验对重箱已在对重导轨上卡紧、吊笼在底部已停靠平稳后,方可进行以下步骤操作。
8 切断主电源,拆除吊笼内电控箱电源线和控制线等,并分类收藏。
9 盘曳引钢丝绳,操作人员在跳板上拆卸对重箱顶部处五根曳引钢丝绳夹头,物料提升机顶部操作人员在用一根麻绳牵引住曳引钢丝绳情况下,下面人员将曳引钢丝绳可收下部份收放于地面,一样做法,将其它4根钢丝绳分别收好,并在地面整齐地排放好。然后拆离吊笼上索具架,将其移动到物料提升机外空地上盘收钢丝送给盘收人员,如此做法,分别整齐、有序地盘收好五根钢丝绳。最终分别捆扎牢五根曳引钢丝绳,和索具架一起存放于专用堆放场地保管好。
10 卸去安全坠重水泥块,拆卸安全钢丝绳,并收盘捆扎。
11 取出在仓库中保留提升钢丝绳,检验良好后,在曳引机卷筒上装提升钢丝绳,注意,提升钢丝绳长度应为2倍安装物料提升机高度再加0.6米。先将钢丝绳一端分别经过最高天滑轮和对重轮后用钢丝绳卡固定在对重箱顶部调整杆上,钢丝绳端部采取绳卡固定,绳卡应和绳径匹配,其数量不得少于3个,间距大于钢丝绳直径6倍,绳卡滑鞍放在受力绳一侧,不得正反交错设置绳卡。
在地面将钢丝绳另一端在曳引机卷筒上盘紧,盘紧常规方法是用四人操作,二人将钢丝绳拉住,一人点动开动曳引机(利用主控箱检修档,使用操作盒按钮点动操作),还有一人负责将钢丝绳在郑筒上排密、整齐,为不使卷筒上钢丝绳在拉紧对重箱时,因相互挤压、摩擦而使钢丝绳损伤,应在每排好二层钢丝绳时,用1mm厚铁皮沿卷筒钢丝绳外表包一圈。如此做法将剩下钢丝绳全部盘入卷筒。
12 略提升对重箱,取下其底部两只钢管夹头,并将跳板移至物料提升机面部下面横梁上搁好。
13 利用地面曳引机断续松闸方法缓缓地将对重箱降至地面。
14 拆除对重箱顶部钢丝绳夹,将提升钢丝绳小心地盘好、收好,参见本方案升降机安装(7)、(二)、D。取下对重箱中剩下砼试块,运到地面专用场地中放好。
15 按先、后次序关掉检修转换开关、断路器、和极限开关;切断主电源,拆除相关电气连接线;(注:必需地方需作记号,方便下次安装)。
16 拆除地面物料提升机进料口泊第一根短横梁和斜杆、导靴、撬动吊笼底部,使吊笼伴随搁在底架梁上钢管滚动滚出架外面,将吊笼搬移安全空地,收好缓冲弹簧。
17 拆卸中间滑轮,对重滑轮和上下滑轮,可用专用工具吊下。
18 拆卸天梁、顶架梁、横梁;将拆下螺栓、螺母、垫圈等放入筒内不准丢下,并将它们用麻绳吊下。
19 移下跳板,拆卸斜杆、吊笼导轨和对重导轨,立角钢、附墙装置,如此工作直到底层。
20 拆除曳引机各物料提升机底架和基础连接。,
21 将拆除后元件分类运离现场,并将它们进行防腐处理后,在库房中分类截放。
第六章 物料提升机安拆安全方法
在开始安装,拆卸升降机前,必需认真阅读和了解本方案全部内容,相关操作人员必需含有强烈安全意识,认真负责地、确切地遵守本方案要求。
进行安装、拆卸升降机人员必需明确以下安全方法:
1 操作人员必需经过相关安、拆技术培训,并持相关专业有效证件;作业时,必需接收安全教育,必需正确使用劳保用具,如戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋等,并准备必需工具和器具。
2 安、拆人员要有丰富操作经验,能经受担心状态,能正确、快速地对多种可能出现情况作出反应,以避免事故发生。
3 一直要确保地面有足够大区域被围住,一直要确保所使用起重机设备适合于要起吊载荷,而且处于良好状态。
4 严禁安、拆人员酒后作业,在作业过程中,必需有统一指挥,专员负责,分工明确。
5 安、拆场地必需配置醒目警示标志,非相关人员不得入内,绝对不准许和安、拆工作无关人员操作,作业时榔头、板手等工具应放入工具袋,工具等要放牢靠,以免滑落;拆下螺栓等严禁向下过猛、悬吊物下严禁站人,防范高空坠物。
6 使用板手等用力要适度,预防因用力过猛、身份失稳而坠落。
7 除非总电源已安全切断,不然不能让任何人在地面围栏内、围栏顶上或靠状在围栏上和在升降机通道内,导轨架立柱内和附墙架等到不安全区域活动。
8 不能让任何不称职人员进行电气安、拆工作,且在进行这类工作是,必需确保切断电源。
9 利用卷筒钢丝绳升降吊笼时,不得在吊笼内操纵和乘人,应在地面用物料提升机外安全处接临时操作盒,也不许利用吊笼运输物料和零部件。
10 当风速大于13m/s和雷雨、下雪等恶劣气候条件时,应严禁作业;作业时如遇恶劣天气,妨碍安、拆工作时,在做好必需加固防护方法后停止作业;作业必需在白天进行。
11 若遇特殊情况,经研究处理后再进行相关作业。
第七章 物料提升机基础设计计算书
第一节 计算依据
1 《龙门架及物料提升机物料提升机安全技术规范》JGJ88-
2 《建筑施工计算手册》江正荣编著
格构式型钢物料提升机在工程上关键用于垂直运输建筑材料和小型构件,物料提升机立柱、缀条通常由厂家直接预制,施工现场必需严格根据厂商说明书安装。
第二节 荷载计算
1 起吊物和吊盘重力(包含索具等)G
G = K(Q+q)
其中 K ── 动力系数,K= 1.00 ;
Q ── 起吊物体重力,Q= 10.000 kN;
q ── 吊盘(包含索具等)自重力,q= 1.000 kN;
经过计算得到 G=K×(Q+q) =1.00×(10.000+1.000)= 11.000 kN。
2 提升重物滑轮组引发缆风绳拉力S
S = f0[K(Q+q)]
其中 f0 ── 引出绳拉力计算系数,取1.02 ;
经过计算得到 S= f0×[K×(Q+q)] =1.020×[1.00×(10.000+1.000)]=11.220 kN ;
3 井架自重力
井架自重力1.5kN/m;
井架总自重Nq=1.5×30=45 kN;
附墙架以上部分自重:
Nq1=1.5×(30-15)= 22.5kN;
Nq2=1.5×(30-24)= 9kN;
4 风荷载为 q = 1.569 kN/m;
风荷载标准值应根据以下公式计算:
Wk=ω0×μz×μs×βz = 0.45×1.39×0.65×1.00 = 0.407 kN/m2;
其中 ω0── 基础风压(kN/m2),根据《建筑结构荷载规范》GB50009-要求,采取:ω0 = 0.45 kN/m2;
μz── 风压高度改变系数,根据《建筑结构荷载规范》GB50009-要求,采取:μz = 1.39 ;
μs── 风荷载体型系数:μs = 0.65 ;
βz── 高度Z处风振系数,βz = 1.00 ;
风荷载水平作用力:
q = Wk×B=0.407×3.86= 1.569 kN/m;
其中 Wk── 风荷载水平压力,Wk= 0.407 kN/m2;
B── 风荷载作用宽度,架截面对角线长度,B= 3.86 m;
经计算得到风荷载水平作用力 q = 1.569 kN/m;
第三节 物料提升机计算
格构式物料提升机【无摇臂】
1 基础假定:
为简化井架计算,作以下部分基础假定:
(1)井架节点近似地看作铰接;
(2)吊装时,和起吊重物同一侧缆风绳全部看作不受力;
(3)井架空间结构分解为平面结构进行计算。
2 风荷载作用下井架约束力计算
缆风绳或附墙架对井架产生水平力起到稳定井架作用,在风荷载作用下,井架计算简图以下:
弯矩图(附墙件)
剪力图(附墙件)
各附着由下到上内力分别为:R(1)=20.84 kN , M(1)=23.419kN·m;
各附着由下到上内力分别为:R(2)=4.463 kN , M(2)=0kN·m;
Rmax=20.84kN;
3 井架轴力计算
各缆风绳或附墙架和型钢井架连接点截面轴向力计算:
经过计算得到由下到上各缆风绳或附墙架和井架接点处截面轴向力分别为:
第1道H1= 15 m;
N1 = G + Nq1 +S =11 + 22.5 +11.22 =44.72 kN;
第2道H2= 24 m;
N2 = G + Nq2 +S =11 + 9 +11.22 =31.22 kN;
4 截面验算
4.1 井架截面力学特征:
井架截面尺寸为1.4×3.6m;
主肢型钢采取4L50X3;
一个主肢截面力学参数为:zo=13.4 cm,Ixo = Iyo = 7.18 cm4,Ao=2.97 cm2 ,i1 = 11.37 cm;
缀条型钢采取L25X3;
格构式型钢井架截面示意图
井架y-y轴截面总惯性矩:
Iy = 4[Iy0+A0(a/2-Z0)2]
井架x-x轴截面总惯性矩:
Ix = 4[Ix0+A0(b/2-Z0)2]
井架y'-y'轴和x'-x'轴截面总惯性矩:
Iy' = Ix' = Ix×cos245°+ Iy×sin245°
经过计算得到:
Ix= 4×(7.18+ 2.97×(360/2- 13.4)2)= 329764.773 cm4;
Iy= 4×(7.18+ 2.97×(140/2- 13.4)2)= 38087.013 cm4;
Iy'=Ix'=1/2×(329764.773+38087.013)= 183925.893cm4;
计算中取井架惯性矩为其中最小值38087.013 cm4。
4.2 井架长细比计算:
井架长细比计算公式:
λ = H/[I/(4A0)]1/2
其中 H -- 井架总高度,取30m;
I -- 井架截面最小惯性矩,取38087.013cm4;
A0 -- 一个主肢截面面积,取2.97cm4。
经过计算得到λ=52.984≤180。
换算长细比计算公式:
λ0 = (λ2-40A/A1)1/2
其中 A -- 井架横截面毛截面面积,取4×2.97 cm2;
A1-- 井架横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴毛截面面积,取2×1.43cm2;
经过计算得到 λ0= 55。
查表得φ=0.833 。
4.3 井架整体稳定性计算:
井架在弯矩作用平面内整体稳定性计算公式:
σ= N/(φ×A) + βmx×M/[ W1×(1-φ×N/ N'EX)]
其中 N -- 轴心压力计算值(kN);
A -- 井架横截面毛截面面积,取11.88 cm2;
φ-- 轴心受压构件弯矩作用平面内稳定系数,取φ =0.833;
βmx -- 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,较大受压纤维毛截面抵御矩,
W1 = I/(a/2) = 38087.013/(140/2) = 544.1 cm3;
N'EX --欧拉临界力,N'EX =π2EA/(1.1×λ2) ;
N'EX= π2×2.06 ×105×11.88×102/(1.1×52.9842) = 782183.559 N;
经过计算得到由上到下各附墙件和井架接点处截面强度分别为
第1道H1=15 m, N1= 44.72 kN ,M1=23.419 kN·m;
σ=44.72×103/(0.833×11.88×102)+(1.0×23.419×106)/[544.1×103 ×(1-0.833×44.72×103/782183.559)] = 90N/mm2;
第1道附墙件处截面计算强度σ=90N/mm2≤许可强度215N/mm2,满足要求!
第2道H2=24 m, N2= 31.22 kN ,M2=0 kN·m;
σ=31.22×103/(0.833×11.88×102)+(1.0×0×106)/[544.1×103 ×(1-0.833×31.22×103/782183.559)] = 32N/mm2;
第2道附墙件处截面计算强度σ=32N/mm2≤许可强度215N/mm2,满足要求!
第四节 附着计算
1 附墙架内力计算
塔吊四附着杆件计算属于一次超静定问题,在外力N作用下求附着杆内力,N取第二部分计算所得Rmax,N= 20.840 kN 。
采取结构力学计算个杆件内力:
计算简图:
格构式井架【附墙架】
方法基础方程:
计算过程以下:
δ11X1+Δ1p = 0
Δ1p = Ti0Tili/EA
δ11 = ΣTi0Tili/EA
其中: Δ1p为静定结构位移;
Ti0为X=1时各杆件轴向力;
Ti为在外力N作用下时各杆件轴向力;
li为为各杆件长度。
考虑到各杆件材料截面相同,在计算中将弹性模量和截面面积积EA约去,能够得到:
X1 = -Δ1p/δ11
各杆件轴向力为:
T1* = X1 T2* = T20×X1 + T2 T3* = T30×X1 + T3 T4* = T40×X1 + T4
以上计算过程将θ从0-360度循环,解得每杆件最大轴压力,最大轴拉力:
杆1最大轴向拉力为: 7.81 kN;
杆2最大轴向拉力为: 16.57 kN;
杆3最大轴向拉力为: 16.57 kN;
杆4最大轴向拉力为: 7.81 kN;
杆1最大轴向压力为: 7.81 kN;
杆2最大轴向压力为: 16.57 kN;
杆3最大轴向压力为: 16.57 kN;
杆4最大轴向压力为: 7.81 kN;
2 附墙架强度验算
2.1 杆件轴心受拉强度验算
验算公式:
σ= N / An ≤f
其中 σ --为杆件受拉应力;
N --为杆件最大轴向拉力,取 N =16.57 kN;
An --为杆件截面面积,本工程选择是钢管Φ110×10
查表可知 An =3140.00 mm2。
经计算, 杆件最大受拉应力 σ=16.57×103/3140.00 =5.28N/mm2;
最大拉应力σ=5.28 N/mm2小于拉杆许可拉应力 215N/mm2, 满足要求。
2.2 杆件轴心受压强度验算
验算公式:
σ= N / φAn ≤f
其中 σ --为杆件受压应力;
N --为杆件轴向压力, 杆1: 取N =7.81kN;
杆2: 取N =16.57kN;
An --为杆件截面面积,本工程选择是钢管Φ110×10
查表可知 An =3140.00 mm2。
λ -- 杆件长细比,,由l/i值确定;
杆1:取λ= 5797.413 / 35.532 = 163≤180;
杆2:取λ= 2500.000 / 35.532 = 70≤180;
附墙架长细比符合要求!
φ --为杆件受压稳定系数, 是依据 λ查表计算得:
杆1: 取φ=0.265 , 杆2: 取φ=0.775;
杆1:σ1 = 7.813 ×103 / (0.265 × 3140.000) = 9.389 N/mm2;
杆2:σ2 = 16.573 ×103 / (0.775 × 3140.000) = 6.811 N/mm2;
经计算,杆件最大受压应力 σ=9.389 N/mm2;
最大压应力 9.389N/mm2 小于许可应力 215N/mm2, 满足要求。
第五节 物料提升机基础验算
1 井架基础所承受轴向力N计算
N = G + Nq +S =11 + 45 +11.22 =67.22 kN;
井架单肢型钢所传输集中力为 :F=N/4 = 16.805 kN ;
2 井架单肢型钢和基础连接钢板计算
因为混凝土抗压强度远没有钢材强,故单肢型钢和混凝土连接处需扩大型钢和混凝土接触面积,用钢板预埋,同时预埋钢板必需有一定厚度,以满足抗冲切要求。预埋钢板面积A0计算以下:
A0=F/fc=16.805×103/11.900= 1412.185 mm2;
3 井架基础计算
单肢型钢所需混凝土基础面积A计算以下:
A=F/fa=16.805×103/(100.0×10-3)= 168050.000 mm2;
单肢型钢混凝土基础边长:a=168050.0001/ 2= 409.939 mm;
4 配筋计算
井架单肢型钢混凝土基础计算简图相当于一个倒梯梁,其板底最大弯矩按下式计算:
M = ql2/2
式中:M --井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处弯矩设计值;
l --井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处至基底边缘距离,取l = a/2=204.970 mm;
q --对应于荷载效应基础组合时基础底面地基土单位面积净反力,取q=100.000×204.970×10-3= 20.497 kN/m;
经过计算得 M= 0.5×20.49
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