格构式井架安装计算书PKPM计算.docx
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格构式井架安装计算书PKPM计算
格构式井架计算书
工程名称：
0000000000
编制单位：
1、编制依据
《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ88-92）、
《建筑施工计算手册》第二版、
《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）、
《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）。
本格构式型钢井架设计高度为33.00米，吊重10.00kN，钢井架截面尺寸：
长a×宽b=2.10m×2.10m，井架立柱为4L75×8角钢，缀条L63×6角钢，附墙架为18a号槽钢，每节高度1.50m，地基承载力100.00kPa,基础厚度500mm,混凝土采用C25。
第一道
第二道
第三道
第四道
第五道
第六道
第七道
第八道
第九道
第十道
第十一道
第十二道
第十三道
第十四道
第十五道
标高
7.0
14.0
21.0
28.0
间距
7.3
7.0
7.0
7.0
2、荷载计算
（1）起吊物和吊盘重力（包括索具等）
G=K（Q+q）
其中K—动力系数，K=1.20；
Q—起吊物体重力，Q=10.00kN
G=1.2×（10.00＋4.00）=16.80kN；
（2）提升重物的滑轮组引起的钢丝绳拉力S
S=f0×G
其中f0—引出绳拉力计算系数，取0.27;
S=0.27×（1.2×（10.00＋4.00））=4.54kN；
（3）井架自重力q，取1.50kN/m;
井架的总重自重Nq=q，×H=1.50×33.00=49.50kN
附墙架以上部分自重：
Nq1=q，×（H－H1）=1.50×（33.00-7.30）=38.55kN；
Nq2=q，×（H－H2）=1.50×（33.00-14.30）=28.05kN；
Nqi-1=q，×（H－Hi-1）=1.50×（33.00-21.30）=17.55kN；
Nqi=q，×（H－Hi）=1.50×（33.00-28.30）=7.05kN；
（4）风荷载
风向沿井架对角线方向吹时，井架受风向的投影面积：
∑Ac=0.075×1.50×3＋0.063×0.85×（2.10＋2.10）＋0.063×0.85×（2.58＋2.58）×（33.00/1.50）=18.47m2
井架受风轮廓面积AF=1.50×0.85×（2.10＋2.10）×（33.00/1.50）=117.94m2
φ=∑Ac/AF=0.16,h/b=1.00
由荷载规范查得η=0.92
风荷载体型系数μs=1.3φ（1+η）1.1=1.3×0.16×（1＋0.92）×1.1=0.43
β按荷载规范计算得出β=3.2
ω,=ω0μZμSβZAF=0.71×1.00×0.43×3.2×117.94=115.22kN
沿井架高度方向的平均荷载：
q=115.22/33.00=3.49kN/m
3、井架计算
（1）风荷载作用下井架的受力计算
附墙架对井架产生的水平力起到稳定井架的作用，在风荷载作用下井架的计算简图如下（取井架的最底部两跨及上部三跨计算）：
各支座由下到上的内力分别为：
R1=27.61kN,M1=-16.11kN·m
R2=22.73kN,M2=-12.68kN·m
Ri-1=23.16kN,Mi-1=-21.17kN·m
Ri=31.10kN,Mi=-38.55kN·m
Rmax=31.10kN;
（2）井架轴力计算
附墙架与型钢井架连接点截面的轴向力计算：
经过计算得到由下到上各附墙架与井架接点处截面的轴向力分别为：
第1组H1=+7.00m；
N1=G+Nq1+S=16.80+38.55+4.54=59.89kN；
第2组H2=+14.00m；
N2=G+Nq2+S=16.80+28.05+4.54=49.39kN；
第i-1组Hi-1=+21.00m；
Ni-1=G+Nqi-1+S=16.80+17.55+4.54=38.89kN；
第i组Hi=+28.00m；
Ni=G+Nqi+S=16.80+7.05+4.54=28.39kN；
4、截面验算
（1）井架截面的力学特性；
井架的截面尺寸为2.10m×2.10m；主肢型钢采用4L75×8；
主肢的截面力学参数为：
zo=2.15cm,Ixo=Iyo=59.96㎝4，Ao=11.50㎝2;
井架的y—y轴线截面总惯性距：
Iy=4
=4×[59.96+11.50×（102.85）2]=486833.48cm4
井架的x—x轴线截面总惯性距：
I
=4
=4×[59.96+11.50×（102.85）2]=486833.48cm4
井架的y,—y,轴和x,—x,轴线截面总惯性距：
I,y=I,
=
=486833.48cm4
（2）井架的长细比计算：
井架的长细比计算公式:
λ=
其中H—井架的总高度，取33.00m;
I—井架的截面最小惯性距，取486833.48cm4；
A0—主肢截面面积，取11.50㎝2；
经过计算得到λ=3300/102.88=32.08。
换算长细比计算公式：
0=
其中A—井架截面的毛截面面积，取4×11.50㎝2；
A1—井架横截面所截垂直与x-x轴y-y轴的毛截面面积，取2×7.29cm
经过计算得到
=33.99。
查表得
=0.922。
（3）.井架整体稳定性计算：
井架在弯距作用平面内的整体稳定性计算公式：
σ=
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4×11.50=46.00㎝2
—轴心受压构件弯距作用平面内的稳定系数，取
=0.922；
—等效弯距系数，取1.0；
M—计算范围段最大偏心弯距值；
W1—弯距作用平面内，较大受压纤维的毛截面抵抗矩，
W1=I/（a/2）=486833.48/（210.00/2）=4636.51cm
；
N，EX—欧拉临界力；
N，EX=
=3.142×206000×（4×1150.00）/1131.87=8254443N；
经过计算得到由上到下各附墙件与井架接点处截面的强度分别为
第一层H1=+7.00m,N1=27.61kN,M1=-16.11kN·m;
σ=59886/4241+{16110000/[4636509×（1-0.01）]}=17.62N/mm2
第1道附墙处主肢截面计算强度σ=17.62N/mm2≤[215]N/mm2,满足要求。
第二层H2=+14.00m,N2=22.73kN,M2=-12.68kN·m;
σ=49386/4241+{12680000/[4636509×（1-0.01）]}=14.39N/mm2
第2道附墙处主肢截面计算强度σ=14.39N/mm2≤[215]N/mm2,满足要求。
第i-1道Hi-1=+21.00m,Ni-1=23.16kN,Mi-1=-21.17kN·m;
σ=38886/4241+{21170000/[4636509×（1-0）]}=13.75N/mm2
第i-1道附墙处主肢截面计算强度σ=13.75N/mm2≤[215]N/mm2,满足要求。
第i道Hi=+28.00m,Ni=31.10kN,Mi=-38.55kN·m;
σ=28386/4241+{38550000/[4636509×（1-0）]}=15.03N/mm2
第i道附墙处主肢截面计算强度σ=15.03N/mm2≤[215]N/mm2,满足要求。
（4）缀条的计算
缀条型钢采用L63×6；缀条的截面力学参数为：
Rmin=1.24㎝;
1）交叉缀条按下式计算：
①缀条内力计算
N1=Rmax/4cosθ=31.10/（4×1.68）=4.63kN
计算剪力V=fA/85=215×4×（1.15/85）=11.64kN比较取大值。
式中A—全部柱肢的毛截面面积（㎜2）；
f—型刚强度设计值；
②缀条刚度按下式计算：
λ=L/Rmin=125/1.24=100.81
式中L—缀条的几何长度；
Rmin—截面的最小回转半径。
斜缀条刚度λ=L/Rmin=100.81＜200,满足要求。
③缀条稳定性按下式计算：
σ=N/（
A）=11640/（0.549×729.00）=29.07N/mm2
其中
—受压构件稳定系数
A—毛截面面积（mm2）
斜缀条稳定性σ=N/（φA）=29.07N/mm2＜215N/mm2,满足要求。
2）横缀条按下式计算：
①缀条内力计算
N2=Rmax/2=31.10/2=15.55kN
计算剪力V=fA/85=215×4×（1.15/85）=11.64kN较大值。
式中A—全部柱肢的毛截面面积（㎜2）；
f—型刚强度设计值；
②缀条刚度按下式计算：
λ=a/Rmin=210/1.24=169.35
式中a—缀条的长度与宽度取大者；
Rmin—截面的最小回转半径。
横缀条刚度λ=a/Rmin=169.35＜200,满足要求。
③缀条稳定性按下式计算：
σ=N/（
A）=15550/（0.251×729.00）=84.98N/mm2
其中
—受压构件稳定系数
A—毛截面面积（mm2）
横缀条稳定性σ=N/（φA）=84.98N/mm2＜215N/mm2,满足要求。
5、附墙架计算
（1）附墙架强度验算
1）杆件轴心受拉强度验算
σ=
其中σ—为杆件的受拉应力；
N—杆件的最大轴向拉力，取N=Rma=31.10kN；
An—杆件的截面面积，An=18a号槽钢；查表可知An=2569mm2.
杆件的最大受拉应力
σ=31100/2569=12.11N/mm2
附墙架杆件最大拉应力σ=N/An=12.11N/mm2＜215N/mm2,满足要求。
2）杆件轴心受压强度验算
σ=
其中σ—杆件的压应力；
N—杆件的轴向压力；
An—杆件的截面面积；
λ—杆件长细比，由L/i的值确定；
杆件：
取λ=560/7.04=79.55，根据λ查表计算得：
=0.690
σ=31100/（0.69×2569）=17.54N/mm2
附墙架杆件最大压应力σ=N/An=17.54N/mm2＜215N/mm2,满足要求。
6、井架基础验算
（1）井架基础承受的轴向力计算
N=G+S+Nq=16.80+4.54+49.50=70.84kN;
井架单支型钢所传递的集中力为：
F=N/4=70.84/4=17.71kN；
（2）井架单肢型钢与基础的连接钢板计算
预埋钢板的面积A0=F/fc=17709/11.90=1488mm2；
（3）井架基础计算
单肢型钢所需混凝土基础面积A计算如下：
A=F/fa=17709/0.10=177090mm2；
单肢型钢混凝土基础边长：
a=
=421㎜；
（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，其板底最大弯距按下式计算：
M=
式中：
M—井架单肢型钢混凝土基础底版中性轴处的弯距设计值；
L—井架单肢型钢混凝土基础底版中性轴处至基底边缘的距离；取
L=a/2=421/2=211mm;
q—相对于荷载效应基本组合时的基础底面地基础单位面积净反力，取去q=100×211/1000=21.10kN/m；
经过计算得M=0.5×21.10×0.212=0.47kN·m；
基础采用HRB335钢筋,fy=300N/mm2；
As1=M/0.95fyh0=0.47×106/（0.95×300×430）=3.80mm2；
按照最小配筋率ρ=0.15%计算配筋；
As2=ρbh0=0.0015×421×430=271mm2；
比较As1和As2，按271mm2配筋，按构造配筋314@150mm；
基础按构造配筋314@150mm，满足要求。
（5）构造要求
井架四个单肢型钢混凝土基础间配置通长筋，中间必需用相同等级的混凝土浇筑成整体混凝土板。
井架物料提升机搭拆方案
一、井架物料提升机的选用：
本工程采用的井架物料提升机，物料提升机的性能指标及各项安全装置、电气系统装置，符合《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》JGJ88-92的要求。
安全装置有：
1、自动上升高度限位及上升极限限位装置;
2、下降极限限位装置;
3、楼层限位开关装置（吊笼在每个楼层能自动准确停靠）;
4、松断绳限位防坠落装置;
5、出料门联锁开关（出料门未关好,切断升降电源）;
6、楼层停靠装置与卷扬机电源连动,自动保证不发生坠落事故;
7、附墙装置;
8、缓冲装置;
9、起重量限制装置;
10、电气系统装有短路保护、过载保护、漏电保护装置。
二、基础、附墙架、缆风绳及地锚的设置：
（一）基础设置：
1、提升机基础土层压实后的承载力，不得小于80kPa；浇注C20混凝土，厚度为不应小于300mm；基础表面平整，水平度偏差不大于10mm。
2、提升机基础按长边与墙体平行方式布置，离墙体1.5～1.8m。
3、埋设避雷接地装置。
4、混凝土浇捣后对地脚螺栓进行校正。
5、混凝土强度达到75%后，进行井架安装。
6、基础设有排水措施。
距基础边缘5m范围内，开挖沟槽或有较大振动的施工时，必须有保证架体稳定的措施。
7、安装底架缓冲装置，先将四只底盘座套在基础预埋的螺栓内，再用槽钢螺栓将四只底盘座联接起来，将底架放正，对角线偏差不能超过3mm，再用经纬仪检查底架的水平，侧立角钢四角轴套平面，高差不得超过1mm（用垫钢板的方法找平），测好后，紧固地脚螺栓和底架螺栓，然后将缓冲弹簧用压板固定在膨胀螺栓上。
8、将吊笼总成放入井架内，放正位置，注意进出料门的方向。
（二）附墙架设置：
1、提升机附墙架的设置间隔一般不大于9m，且在建筑物的顶层必须设置1组，架体自由高度不宜超过6米。
2、附墙架与架体及建筑之间，均采用钢管扣件连接，并形成稳定结构，不得连接在脚手架上。
严禁使用铅线绑扎。
3、附墙架的材质与架体的材质相同，不准使用木杆、竹杆做附墙架与金属架体连接。
4、安装上层井架标准节到15m高度时，必须在离地9m处安装附墙装置，使井架和建筑物可靠附着。
后续每升高6m，即拉一道附墙装置。
安装附墙装置先挂好四根附墙钢管，外侧两根可向外45°左右安装，先采用调节螺栓收紧，经纬仪复核，通过放松或收紧四根附墙调节螺栓，使井架对底架平面的垂直度控制在0.1%，然后锁紧调节螺栓。
（三）缆风绳设置：
1、提升机受到条件限制无法设置附墙架时，采用缆风绳稳固架体。
高架提升机在任何情况下均不得采用缆风绳。
2、提升机的缆风绳应选用圆股钢丝绳，直径不小于9.3mm，提升机高度在20m以下时，缆风绳不少于一组；提升机高度在21～30m时，不少于2组。
3、在结构主体没有完全建成，附墙架不能全部安装时，采用缆风绳稳固架体。
4、缆风绳与地面的夹角不应大雨600，其下端应与地锚连接，不得栓在树木、电杆或堆放构件等物体上。
（四）地锚设置
1、地锚位置须满足缆风绳的要求，桩式地锚采用脚手钢管或角钢时，不少于2根；并排设置间距不小于500mm；打入深度大于1.7m，桩顶部应有缆风绳防滑措施。
三、提升机的安装与拆除：
安装与拆除作业前，应根据现场工作条件及情况编制作业方案。
对作业人员分工交底，确定指挥人员，划定安全警戒区域并设监护人员，排除作业障碍。
提升架体实际安装的高度不得超出设计所允许的最大高度。
安装作业前检查的内容：
①金属结构的成套性和完好性；②提升机构是否完整良好；③电气设备是否齐全可靠；④基础位置和做法是否符合要求；⑤附墙架连接埋件的位置是否正确和埋设牢靠；⑥提升机的架体和缆风绳的位置是否靠近或跨越架空输电线路。
必须靠近时，应保证最小安全距离，并应采取安全防护措施。
拆除作业前检查的内容：
查看提升机与建筑物及脚手架的连接情况；查看提升机架体有无其它牵拉物；临时附墙架、缆风绳及地描的设置情况；地梁和基础的连接情况。
（一）架体的安装与拆除：
1、安装架体时，先将地梁与基础连接牢固。
每安装2个标准节，采取临时支撑或临时缆风绳固定，并进行初校正，在确认稳定时，方可继续作业。
2、架体各节点的螺栓必须坚固，螺栓应符合孔径要求，严禁扩孔和开孔，更不得漏装或以铅丝代替。
3、在拆除缆风绳或附墙架前，先设置临时缆风绳或支撑，确保架体的自由高度不得大于2个标准节。
安装标准节主角钢、标准片、导轨等，首先四根立角钢用插销轴插入，立角钢与底架角钢对齐，紧固插轴螺栓，然后再安装侧面的标准片，其中进料门边装上部一片，其余每面装三片，用螺栓紧固。
以此类推，导轨从第二节开始应当垂直校正，接轨处一定要平正，错位不能大于0.5mm。
4、拆除作业过程中，严禁从高处向下抛掷物件。
5、拆除作业宜在白天进行，夜间作业须有良好的照明。
因故中断作业时，应采取临时稳固措施。
遇雷雨大风天气，严禁搭拆作业。
6、搭拆井架作业工人须持有高空操作上岗证的专业人员。
操作时必须正确使用防护用品，戴好安全帽、系好安全带。
7、井架三面用安全网封闭，进料口搭设防护棚，出料口道板满铺脚手板，两边设安全防护栏杆。
（二）卷扬机安装：
1、卷扬机应安装在平整坚实的位置上，宜远离危险作业区，视线应良好。
因施工条件限制，卷扬机安装距施工作业区较近时，其操作棚的顶部按防穿透双层防护棚的要求架设。
2、固定卷扬机的锚桩应牢固可靠，不得以树木、电杆代替锚桩。
3、当钢丝绳在卷筒中间位置时，架体底部的导向滑轮应与卷筒轴心垂直，否则应设过辅助导向滑轮，并用地锚、钢丝绳栓牢。
4、提升钢丝绳运行中应架起，使之不拖地面和被水浸泡。
严禁在钢丝绳穿行的区域内堆放物料。
四、提升机试吊
提升机全部安装完毕后，必须进行轻重车试吊，吊篮内安放额定荷载，在全程起升高度内反复升降吊篮3次以上，做到目测井架体无变形和晃动，各滑轮组转动灵活，所有紧固件无松动现象，吊篮在滑道内无异常响声，各安全装置动作正常。
确认一切正常后，报请主管部门检查验收，认定合格挂牌后方可使用。
提升机安装后，使用前须经检验试验，验收合格方能投入使用。
验收按《井架物料提升机安装验收标准》进行。
五、使用过程中，作好定期检查和日常检查工作。
（一）定期检查每月进行1次，由有关部门和人员参加。
检查内容包括：
1、金属结构有无开焊、锈蚀、永久变形；
2、扣件、螺栓连接的坚固情况；
3、提升机构磨损情况及钢丝绳的完好性；
4、安全防护装置有无缺少、失灵和损坏；
5、缆风绳、地锚及附墙架有无松动；
6、电气设备的接地（或接零）情况；
7、断绳保护装置的灵敏度试验。
（二）日常检查由作业司机在班前进行，在确认提升机正常时，方可投人作业。
检查内容包括：
1、地锚与缆风绳的连接有无松动；
2、空载提升吊篮做1次上下运行，验证是否正常，并同时碰撞限位器和观察安全门是否灵敏完好；
3、在额定荷载下，将吊篮提升到离地面1—2m高度停机，检查制动器的可靠性和架体的稳定性；
4、安全停靠装置和断绳保护装置的可靠性；
5、作业司机的视线或通讯装置的使用效果是否清晰良好。
六、安全使用提升机的规定要求：
1、物料在吊篮内均匀分布，不得超出吊篮。
当长料在吊篮中立放时，采取防滚落措施；散料应装箱或装笼。
严禁超载使用；
2、严禁人员攀登、穿越提升机架体和乘吊篮上下；
3、提升机在多工种、多楼层同时使用时，专设指挥人员，信号不清不得开机。
作业中不论任何人发出紧急停车信号，应立即执行；
4、闭合主电源前或作业中突然断电时，应将所有开关扳回零位。
在重新恢复作业前，应在确认提升机动作正常后方可继续使用；
5、发现安全装置、通讯装置失灵时，应立即停机修复。
作业中不得随意使用极限限位装置；
6、使用中要经常检查钢丝绳、滑轮工作情况。
发现磨损严重，必须按照有关规定及时更换。
7、作业后，将吊篮降到地面，各控制开关扳到零位，切断主电源，锁好闸箱。
8、提升机司机按《使用说明书》的有关规定，对提升机各润滑部位，进行注油润滑；
9、维修保养时，将所有控制开关扳到零位，切断主电源，并在闸箱处挂“禁止合闸”标志，必要时设专人监护；
10、提升机处于工作状态时，不得进行保养、维修，排除故障应在停机后进行；
11、更换零部件时，零部件必须与原部件的材质性能相同，并应符合设计与制造标准；维修主要结构所用焊条及焊缝质量，均应符合原设计要求；
12、维修和保养提升机架体顶部时，应搭设上人平台，并应符合高处作业要求。
七、井架提升机的安全防护：
1、井架的搭设必须符合规程要求，高度在10～15m设一组缆风绳，每增高10m加设一组，每组四根，临近建筑物或脚手架一侧采取拉结措施。
缆风绳采用直径≮12.5mm的钢丝绳，并按规定埋设地锚。
严禁捆绑在树木、电线杆等物体上，严禁用别杠调节钢丝绳长度。
2、井架首层进料口一侧应搭设长度≮2m的防护棚，另三个侧面必须采取封闭措施，每层卸料平台应有防护门，两侧绑两道护身栏杆，并设挡脚板。
3、井架吊盘出入口均设安全门，两侧必须有安全防护措施。
吊盘定位托杠必须采用定型装置，吊盘运行中不准乘人。
4、井架的导向滑轮必须单独设置牢固地锚，不得捆绑在脚手架上。
导向滑轮至卷扬机卷筒的钢丝绳，凡经通道处应予以遮护。
5、井架天轮与最高一层上料平台的垂直距离≮6m，必须设置超高限位装置，使吊盘上升最高位置与天轮间的垂直距离≮2m。
6、井架搭设完毕，应进行空栽与重载试运行，运转正常，安全装置可靠，经验收检查合格后，方可投入使用。
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