井架计算1Word格式.docx

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见附图5《基础底板埋件示意图》。

（2）竖井架首次安装高度可为25m左右。

以便于安装卷扬机，悬挂操作平台、吊架、罐笼及其它垂直运输设施。

当筒身施工时，为使竖井架保持稳定每隔10m在筒壁内衬的环形悬壁处，用刚性连接将竖井架与砼筒壁相拉连。

见附图4《井架与烟囱筒壁的拉连示意图》。

（3）为便于烟囱筒壁施工，加快施工速度,减少交叉作业,接高竖井架的工作应在施工间隙集中力量分次进行,可分3—4次接至施工所需要的标高。

（4）竖井架每接高一次，应用经纬仪对竖井架的两个方向作一次垂直找正。

使偏差控制在筒身允许偏差的范围内。

使井架、操作平台与筒壁之间的距离基本相等。

同时对竖井架应经常加强检查,当发现垂直偏差增大,应随时进行调整。

（5）井架耸立在高空，为避免雷击，应在下部埋设临时接地装置，可以利用烟囱永久地极。

（6）井架安装同时，附属滑道管、施工爬梯、上、下滑轮、料斗罐笼、上料拔杆等均随之安装，以满足施工要求。

操作平台的安装

（1）操作平台正式安装前应进行一次预安装,检查其各部件数量、质量和装配情况，然后将各部件分类依次编号，以备安装。

（2）操作平台安装顺序应按其编号依次进行，先安内承重钢圈、辐射钢梁、内钢圈选用[14Φ20，辐射梁选用工字钢12，连接支撑，再安方木、铺木板、栏杆、安全网及内外吊架。

（3）卷扬机与竖井架夹角一般为30°

—40°

。

参见附图2所示《竖井架提升式模板施工示意图》。

内井架稳定性计算过程

井架主要杆件等截面特性

杆件名称

重心距

Z0（mm）

质量

Kg/m

截面积A（cm2）

惯性矩IX（cm4）

回转半径

ix（cm）

简图

井架立柱∠75×

8

21.5

9.03

11.5

59.96

2.28

水平及斜拉杆∠50×

5

14.2

3.77

4.8

11.21

1.53

立柱连接角钢∠80×

10

11.87

2.1荷载统计

2.1.1井架自重荷载计算：

井架总高按高出筒身5米计，则全高应为155m。

①立杆荷载：

Q1=（155×

4×

9.03kg/m+0.4×

62×

11.87kg/m）×

9.8/1000=66.41kN

②斜拉杆：

Q2=（1.6×

8×

3.77×

62）×

9.8/1000=29.32kN

③水平杆：

Q3=（1×

63）×

9.8/1000=18.62kN

井架自重总荷载Qs=117.23KN，折合每米0.76KN。

2.2.2平台荷载

①辐射梁采用I12.6钢，总长度14×

6m=84m。

内环梁采用[14a槽钢，总长度6m

Q4=[（84×

12.6kg/m）+（6×

18.51kg/m）]×

9.8/1000=11.46kN

②平台木跳板荷载，按单重450kg/m3计算

Q5=[（4.7×

4.7×

3.14）平台面积×

0.03×

450]×

9.8/1000=9.18kN

③吊篮荷载：

Q6=1000×

9.8/1000=9.8kN

④外模板荷载：

Q7=1200×

9.8/1000=11.76kN;

⑤平台上各种设备及其他材料荷载：

（电焊机工具临时材料等）

Q8=16.2KN

⑥井架内吊笼按3KN计，钢丝绳长度350m,按直径15.5计算，84.57kg/100m

则此部位荷载为：

Q9=3+3.50×

84.57×

9.8/1000=5.9KN

⑦井架外钢丝绳拉力及重量（距井架中心0.8m）：

Q10=Q9/2+1.55×

9.8/1000=4.23KN

平台部分总荷载Qd=Q4+……+Q10=68.53KN

自重产生的偏心弯矩：

4.23×

0.8（吊物）+68.53×

0.15=13.66KN.m

（考虑可能安装缺陷重心偏150）

2.2.3风荷载：

参考GB/T13752-92塔式起重机设计规范的风荷载计算：

①计算风压：

20~100mpw=1.1KN/m2；

100m以上pw=1.3KN/m2；

工作状态最大风压：

pw=0.25KN/m2

②风力系数：

Cw=1.45

③结构充实率：

ω=0.3，桁架前后片挡风折减系数0.57

④风荷载：

Fw=Cw×

pw×

A2－1

A—————井架水平投影面积；

⑤20~100m

Fw=1.45×

1.1×

0.3×

（1+0.57）×

1×

1=0.75

对角线：

Fw=0.75×

1.2=0.9KN/m

工作状态：

Fw=0.9/1.1×

0.25=0.21KN/m

100m以上

1.3×

（1+0.57）×

1=0.89

Fw=0.89×

1.2=1.1KN/m

Fw=1.1/1.3×

2.2.4施工荷载：

①平台浇筑砼时，施工人员按8人计算，单人体重按0.75KN计：

Q11=8×

0.75=6KN（可能偏向一侧）

②平台上按存放2罐混凝土考虑，每罐砼按0.3m3计，则砼荷载：

Q12=0.3×

2×

24=14.4KN（可能偏向一侧）

③提升时，吊笼内按装0.3m3砼计，考虑动力系数1.1，

则荷载为：

Q13=（3+3.55×

9.8/1000）×

1.1+0.3×

24×

1.1=14.11KN

④井架外钢丝绳拉力及重量（距井架中心0.8m）；

Q14=Q13/2+（1.55×

9.8/1000）×

1.1=6.47KN

平台施工部分总荷载：

QL=Q11+……+Q14=40.98KN

施工可能偏心弯矩：

（Q9+Q12）×

4+Q14×

0.8

=（5.9+14.4）×

4+6.47×

0.8=86.38KN.m

3、井架力学参数

截面积A1（cm2）

3.1主肢L75x8：

根据型钢表查得

最小回转半径iy0=14.7mm，中和轴至肢背z0=21.5mm

3.2缀条L50x5：

根据型钢表查得最小回转半径iy0=9.8mm;

中和轴至肢背z0=14.2mm其他数据详见上表：

3.3井架整体截面：

井架截面尺寸：

1000x1000，节距L0=1250mm，b=1000mm，H1=30000mm（此处设置刚性支撑），H2=12500mm.（悬臂高度）

井架组合截面面积：

A=4A1=4×

1150=4600mm2

2组合截面惯性矩：

I=4（Ix+A1（b/2-Z0）2）3—1I=4×

[599600+1150×

（1000/2-21.5）2]=1055624750mm4

4弹性截面模量W=I/（b/2）3—2W=1055624750/500=2111249mm3

3每节井架中间设水平拉杆，其计算长度：

L0=1250mm。

4、井架稳定性验算：

在烟囱筒身施工过程中，筒身内模至少有一节模板通过木方支撑在井架上，筒身内每30m高四周设水平拉结，平台以上井架最大自由高度为12.5m。

4.1.本验算主要分为三部分：

①底部最大支撑间距30m，仅一道支撑，上部悬臂12.5m，总高42.5m,验算底部；

②底部最大支撑间距30m，总高度155m，上部悬臂12.5m，验算底部；

③底部最大支撑间距30m，总高度155m，上部悬臂12.5m，验算上部。

4.2荷载状态分析：

4.2.1底部

①155米高时轴力：

Q=Qs+Qd+Ql=117.23+68.53+40.98=226.74KN

②42.5米时轴力：

Q=Qs1+Qd+Ql=0.76×

42.5+68.53+40.98=141.81KN

③155米高时，底部弯矩可忽略。

④42.5米高时：

不考虑施工，最大弯矩47.45KN.m，考虑施工，则最大弯矩67.65KN.m综合上述情况，柱底分别验算最大轴力226.74KN和轴力141.81KN、弯矩67.65KN.m两种工况。

4.2.2顶部平台处

4.2.2.1仅考虑塔架达到155m时，悬臂12.5m的状态;

①非工作状态，风控制：

荷载Q=Qs+Qd=0.76×

12.5+68.53=78.03KN弯矩：

M=110.6KN.m

2工作状态：

荷载Q=Qs+Qd+Ql=0.76×

12.5+68.53+40.98=119.01KN

弯矩：

M=125KN.m

4.2.2.2顶部平台处仅验算工作状态。

4.2.3底部验算：

4.2.3.1井架截面整体长细比：

换算长细比

λ0=（λ+40A1/A2）1/24—2

λ0=（62.62+40×

4600/960）1/2=64.1φ=0.786

A2为井架中斜拉缀条面积；

单肢面积为480mm；

本施工采用双肢。

4.2.3.2井架的理论承载力：

①155m高度时：

（安全系数k取2）

σ=K（N/φA+M/W（1-φN/Nex））4—4

σ=2×

（226.74/（0.786×

4600）+0）×

1000=125.43Mpa<

fk=215Mpa

②42.5m高度时：

σ=K（N/φA+M/W（1-φN/Nex））

=2×

（141.81/（0.786×

4600）+67650/（2111249×

（1-0.786×

141.81/2107））×

1000=146.12Mpa<

4.2.3.3井架单肢稳定性验算：

λ1=L0/iy04—5

λ1=1250/14.7=85φ=0.655

1155m时：

σ=KN/φA14—6

226.74/（4×

0.655×

1150）×

1000=150.51Mpa<

fk=215Mpa

242.5m时：

σ=KN/φA1

=2×

141.81/（4×

1150）=94.13Mpa<

fk=215Mpa

结论：

承载力满足安全要求。

4.2.4顶部验算：

a）井架截面整体长细比：

换算长细比

λ0=（λ+40×

A/A1）1/2=（67.96+40×

4600/960）1/2=16.11；

φ=0.981

井架的理论承载力：

Nex=π2EA/1.1λ20=3.142×

210000×

4600/（1.1×

67.962）=1874.72KN

（195.26/（0.981×

4600）+119000/（2111249×

（1-0.981×

195.26/1874.72））×

1000=212.08Mpa<

分肢验算：

σ=KN/φA1

195.26/（4×

1000=129.61Mpa＜fk=215Mpa

经验算，在平台处，在工作状态，井架整体稳定满足要求，由于施工状态存在不确定性，施工中应采取避免两车砼过于集中并分散施工人员，其他物品分散堆放。

5、平台钢丝绳拉力安全性计算：

本设计，平台提升内外环圈各布置14根φ14（6×

19）公称抗拉强度为1550N/mm的钢丝绳。

①外环圈上单根钢丝绳允许拉力计算：

施工时该作业平台外环圈提升钢丝绳与铅垂面夹角α=45°

；

式中：

[Fg]—————单根钢丝绳的允许拉力（KN）；

Fg—————单根钢丝绳的钢丝破断拉力总和（KN）；

查表取88.70

α—————换算系数；

查表α取0.85

K——————钢丝绳的安全系数（安全储备）；

查表取8；

②内环圈上单根钢丝绳允许拉力计算：

施工时该作业平台外环圈提升钢丝绳与铅垂面夹角α=10°

式中符号同上；

本设计外环圈供设计14根钢丝绳垂直拉力总和为：

外环圈钢丝绳承载力：

F1=14（根）×

8.41=117.74KN;

内环圈钢丝绳承载力：

F2=4（根）×

11.72=46.88KN;

∑Fd=164.54KN;

设计平台自重荷载：

p1=68.53KN

设计平台施工荷载：

p1=40.98KN

∑FC=103.51KN;

∑Fd＞∑FC说明钢丝绳是安全的。

6、平台提升系统承载能力验算：

平台系统采用18个1.6t手扳葫芦，其总承载能力为：

P=1.6×

18×

9.8=282.24KN。

平台系统总荷重：

P0=Qd（平台自重）+QL（施工荷载）=68.53+40.98=103.51KN

平台系统提升时按20%超载，手扳葫芦按75%能力工作，

则其安全系数为：

K=P×

0.75/1.2P0×

=282.24×

0.75/（1.2×

103.51）=1.7

计算说明平台提升系统是安全的。

7、其他：

7.1当井架系统低于42.5m高，即在30m处仅有一道支撑时，该支撑应采用刚性支撑，其构件长细比应不大于120。

7.2当井架高度大于42.5m时，除最顶部的支撑采用刚性支撑外，其余支撑可采用柔性支撑。

7.3本结构薄弱点在平台处的井架主肢上，施工中应控制施工荷载的不均衡布置，必要的时候采用加固平台处主肢的措施。

8、附图

编制依据

一、烟囱工程施工及验收规范GBJ78-2008

二、钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001

三、组合钢模板技术规范GB50214-2001

珠江热源厂节能改造工程烟囱

井架施工方案

编制人：

审核人：

批准人：

珠江热源厂项目部

2014年6月