格构式型钢井架计算

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。20×16。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）+17.75×sin45.0+2×21。21=84。63kN 第2道H2=20m

N2=14.4+15.26+1.00×(50.00-20)+17。75×sin45。0+(34.3-19.8）×sin30.0+2×21.21+2×8。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。75×sin45.0+(34。3-19.8)×sin30.0+2×42.42=104.38

2。 各缆风绳与型钢井架连接点截面的弯矩计算：

qA2000030000B

型钢井架计算简图

经过连续梁的计算得到

28.034.817.035.5219.1920.52

型钢井架剪力图（kN）

143.2

162.805

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=143.2kN。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1.60×2。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。cm4； Iy=279028。cm4; Iy'=Ix’=359850.cm4；

计算中取井架的惯性矩为其中的最小值279028.cm4.

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。cm4； A0 ── 一个主肢的截面面积，取11.50cm4。 经过计算得到=.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4×11。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2×6。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4×11.50cm2； ── 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=3.142×2.1×107×4×11.50/65.232/1000=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

σ=23N/mm,计算强度小于205。0N/mm,满足要求！ 第2道H2=20m

σ=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

σ=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6×19、6×37、6×61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!