物料提升机基础专项施工方案设计

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一、工程概略：
1、工程简介
工程名称：
工程地址：
建设单位：
设计单位：
勘探单位：
监理单位：
施工单位：
2、工程概略
本方案为宿舍B1 栋物料提高机的基础专项方式方案.
宿舍 B1 栋建筑面积为 5538.26m2，结构为框架结构，地上 7 层，建筑高度为 23.9m。

二、编制依照
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
《龙门架及井架物料提高机安全技术规范》JGJ88-2010
《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016
《建筑机械使用安全技术规范》JGJ33-2012
《混凝土结构工程施工质量查收规范》GB50204-2011
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《 SSD100型施工起落机使用说明书》
施工图纸
三、设施的选择
本工程项目拟采纳广东省佛山市南海区聚龙建设机械有限企业生产的SSD100型施工起落机作为幽幽XXXXXXXXXX工程的垂直运输设施，其主要性能参数及有关零件以下：
1、SSD100货用施工起落机主要性能参
数
项目参数
额定载重量1000kg
最大提高升度36m
额定提高速度38m/min
电机型号Y132M-4
曳引机功率10kw
额定电压380V±7%
钢丝绳型号6×19-9.3-1570
标准层高度 1.8 （m）
卷扬机自重（不含钢丝绳）700kg
吊笼自重550kg
整机自重4000kg（27m）
2、主要零件：
SS100型物料提高机的主要零件有：立杆立柱、底架、顶梁中梁、顶架横梁、长短水平杆、斜杆、导轨、吊笼构成。

安全装置有：
（1）曳引机装置及安全停靠装置
（2）安全停靠装置
（3）吊笼安全门和侧面围护网
（4）吊笼安全项盖
（5）缓冲器
（6）上、下限位器
（7）上料口安全门
（8）可视式监控信号装置和通信装置
（9）紧迫断电开关
（10）避雷装置
四、施工部署
本项目制定于 2018年8月1日进场一台广东省佛山市南海区聚龙建设机械有限企业的 SSD100型井架式物料提高机用于宿舍B1栋物料垂直运输，安装位
置定于宿舍 B1栋东侧，轴线地点 1-D~1-E 轴/1-10 轴处，距离建筑外侧尺寸为1.4m，井架安装高度为 27m。

井架基础为天然基础，地基土质为强风化岩层，设计基础尺寸为
2500*2500*400mm（长* 宽*高），砼强度为 C25，配筋为双层双向三级钢Φ 12@200。

附墙件采纳 10号工字钢进行拉设，第一道拉设高度距离井架基础9m，第二道
距离井架基础 18m。

五、基础设计
井架基础尺寸为 2500×2500mm，由筏板基础（预埋地脚螺栓 M16）与底板砼（吊笼布置地点）构成，筏板基础梁砼强度采纳 C25，截面尺寸为 200×400，配筋为主筋 6根Φ8，箍筋为 ? 6@200。

板砼强度为 C25，厚度为 400mm，配筋为双向Φ 12@200，并在基础底设置排水孔，保证排水畅达，禁止吊笼地点存
有积水。

六、基础验算书
格构式井架计算书
计算依照：
1、《龙门架及井架物料提高机安全技术规范》JGJ88-2010
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
格构式型钢井架在工程上主要用于垂直运输建筑资料和小型构件，井架立柱、缀
条一般由厂家直接预制，施工现场一定严格依照厂商说明书安装。

一、荷载计算
1.起吊物和吊盘重力（包含索具等） G G
= K(Q+q)
此中 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= 5.500 kN ；
经过计算获得G=K× (Q+q) =1.00 × (10.000+5.500)= 15.500 kN。

2. 提高重物的滑轮组惹起的缆风绳拉力S
S = f0[K(Q+q)]
此中 f 0──引出绳拉力计算系数，取 1.02；
经过计算获得S= f0 ×[K×(Q+q)] =1.020× [1.00× (10.000+5.500)]=15.810 kN ；
3.井架自重力
井架自重力 1.5kN/m；
井架的总自重 N q=1.5 ×30=45 kN；
附墙架以上部分自重：
N q1 =1.5×(30-15)= 22.5kN；
N q2 =1.5×(30-24)= 9kN；
4. 风荷载为 q = 0.6 kN/m；
二、井架计算
格构式井架【无摇臂】
1、基本假设：
为简化井架的计算，作以下一些基本假设：
（1）井架的节点近似地看作铰接；
（2）吊装时，与起吊重物同一侧的缆风绳都看作不受力；
（3）井架空间结构分解为平面结构进行计算。

2、风荷载作用下井架的拘束力计算
缆风绳或附墙架对井架产生的水平力起到稳固井架的作用，在风荷载作用下，井架的计算简图以下：
弯矩图（附墙件）
剪力争（附墙件）
各附着由下到上的内力分别为：R(1)=7.964 kN , M(1)=8.95kN· m；
各附着由下到上的内力分别为：R(2)=1.706 kN , M(2)=0kN· m；
R max=7.964kN；
3、井架轴力计算
各缆风绳或附墙架与型钢井架连结点截面的轴向力计算：
经过计算获得由下到上各缆风绳或附墙架与井架接点处截面的轴向力分别为: 第 1 道 H1= 15 m ；
N 1 = G + N q1 +S =15.5 + 22.5 +15.81 =53.81 kN；
第 2 道 H2= 24 m ；
N 2 = G + N q2 +S =15.5 + 9 +15.81 =40.31 kN；
4.截面验算
（1）井架截面的力学特征：
井架的截面尺寸为 2.1 × 2.1m；
主肢型钢采纳4L70X4；
一个主肢的截面力学参数为:z o=18.6 cm ，I xo = I yo = 26.39 cm 4 ，Ao=5.57 cm 2，i 1 = 41.8 cm；
缀条型钢采纳L50X3；
格构式型钢井架截面表示图
井架的 y-y 轴截面总惯性矩：
I y = 4[I y0+A0(a/2-Z0)2]
井架的 x-x 轴截面总惯性矩：
I x = 4[I x0+A0(b/2-Z0)2]
井架的 y＇ -y ＇轴和 x＇ -x ＇轴截面总惯性矩：
I y' = I x' = I x ×cos245°+ I y×sin245°
经过计算获得：
I x = 4 ×(26.39+ 5.57 ×（ 210/2- 18.6 ）2 )= 166424.869 cm 4；
I y = 4 ×(26.39+ 5.57 ×（ 210/2- 18.6 ）2 )= 166424.869 cm 4；
I y '=I x'=1/2×（166424.869+166424.869）= 166424.869cm4；
计算中取井架的惯性矩为此中的最小值166424.869 cm 4。

2.井架的长细比计算：
井架的长细比计算公式：
λ = H/[I/(4A 0)] 1/2
此中 H-- 井架的总高度，取 30m；
I -- 井架的截面最小惯性矩，取166424.869cm4；
A0-- 一个主肢的截面面积，取 5.57cm4。

经过计算获得λ =34.711 ≤180。

换算长细比计算公式：
λ0 = (λ2-40A/A 1 )1/2
此中 A --井架横截面的毛截面面积，取4×5.57 cm 2；
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× 2.97cm2；
经过计算获得λ 0= 37。

查表得φ =0.91 。

3.井架的整体稳固性计算：
井架在弯矩作用平面内的整体稳固性计算公式：
σ= N/( φ× A) + βmx× M/[ W 1×(1- φ× N/ N' EX)]
此中 N --轴心压力的计算值(kN) ；
A --井架横截面的毛截面面积，取22.28 cm 2；
φ --轴心受压构件弯矩作用平面内的稳固系数，取φ=0.91 ；
β mx --等效弯矩系数,取 1.0；
M --计算范围段最大偏爱弯矩值(kN · m)；
W 1 = I/(a/2) = 166424.869/(210/2) = 1584.999 cm
3
；
N'
EX
-- 欧拉临界力， N' EX = π2 EA/(1.1 ×λ 2) ；
N'
EX
= π 2× 2.06 × 105× 22.28 ×102/(1.1 × 34.711 2) = 3417826.356 N ；
经过计算获得由上到下各附墙件与井架接点处截面的强度分别为
第 1 道 H 1=9 m, N 1= 53.81 kN ,M 1=8.95 kN · m ；
σ =53.81 × 103/(0.91 × 22.28 × 102) ＋ (1.0 × 8.95 × 106)/[1584.999 × 103 × (1 －0.91 ×53.81 ×103 /3417826.356)] = 32N/mm 2；
第 1 道附墙件处截面计算强度σ
2
2
知足要求 ! =32N/mm ≤同意强度 215N/mm, 第 2 道 H =18 m, N 2 = 40.31 kN ,M 2 =0 kN ·m ；
2
σ =40.31 × 103/(0.91 × 22.28 × 102) ＋ (1.0 × 0× 106 )/[1584.999 × 103 × (1 － 0.91 ×40.31 × 103/3417826.356)] = 20N/mm 2；
第 2 道附墙件处截面计算强度σ
2
2
知足要求 !
=20N/mm ≤同意强度 215N/mm,
三、附着计算
( 一 ) 、附墙架内力计算
附着杆件的计算属于一次超静定问题， 在外力 N 作用下求附着杆的内力 ,N 取第二部分计算所得的 Rmax ， N= 7.964 kN 。

采纳结构力学计算个杆件内力
:
计算简图：
格构式井架【附墙架】
方法的基本方程：
计算过程以下：
δ 11X1+1p = 0
1p = T i 0T i l i /EA
δ11 =ΣT i 0T i l i /EA
此中 :1p 为静定结构的位移；
T i 0为X=1时各杆件的轴向力；
T i 为在外力N 作用下时各杆件的轴向力；
l i 为为各杆件的长度。

考虑到各杆件的资料截面同样，在计算中将弹性模量与截面面积的积EA 约去，能够获得：
X 1 = -1p/δ 11
各杆件的轴向力为：
T
*
= X 1 T
* 0
+ T 2 T
* 0
×X1 + T 3 T
* 0
×X1 + T 4 1 2
=T 2×X1
3 = T 3
4 = T 4
以上的计算过程将θ从0-360 度循环，解得每杆件的最大轴压力，最大轴拉力：杆 1 的最大轴向拉力为 : 1.87 kN ；
杆 2 的最大轴向拉力为 : 6.76 kN ；
杆 3 的最大轴向拉力为 : 6.76 kN ；
杆 4 的最大轴向拉力为 : 1.87 kN ；
杆 1 的最大轴向压力为 : 1.87 kN ；
杆 2 的最大轴向压力为 : 6.76 kN ；
杆 3 的最大轴向压力为 : 6.76 kN ；
杆 4 的最大轴向压力为 : 1.87 kN ；
( 二 ) 、附墙架强度验算
1．杆件轴心受拉强度验算
验算公式 :
σ= N / A n≤ f
此中σ --为杆件的受拉应力；
N --为杆件的最大轴向拉力, 取 N =6.76 kN ；
A n --为杆件的截面面积，本工程选择的是钢管Φ100.0 × 10.0
查表可知 A n =2826.00 mm 2。

经计算，杆件的最大受拉应力σ=6.76× 103/2826.00 =2.39N/mm2；
最大拉应力σ =2.39 N/mm2不大于拉杆的同意拉应力215N/mm2,知足要求。

2．杆件轴心受压强度验算
验算公式 :
σ= N / φA n≤ f
此中σ --为杆件的受压应力；
N --为杆件的轴向压力，杆1:取N =1.87kN；
杆 2:取N =6.76kN；
A n -- 为杆件的截面面积，本工程选择的是钢管Φ100.0 ×10.0
查表可知 A n =2826.00 mm 2。

λ -- 杆件长细比， , 由 l/i 的值确立；
杆 1: 取λ = 5728.001 / 32.016 = 179 ≤180；
杆 2: 取λ = 2828.427 / 32.016 = 88 ≤180；
附墙架的长细比切合要求！
φ -- 为杆件的受压稳固系数，是依据λ查表计算得：
杆 1: 取φ =0.223 ，杆 2: 取φ =0.673 ；
杆 1：σ 1 = 1.869 ×103 / (0.223 × 2826.000) = 2.966 N/mm 2；
杆 2：σ 2 = 6.760 ×103 / (0.673 × 2826.000) = 3.554 N/mm 2；
经计算，杆件的最大受压应力σ =3.554 N/mm2；
最大压应力 3.554N/mm 2
小于同意应力
2
215N/mm，知足要求。

四、井架基础验算
1、井架基础所承受的轴向力 N 计算
N = G + N q +S =15.5 + 45 +15.81 =76.31 kN；
井架单肢型钢所传达的集中力为：F＝N/4 = 19.078 kN；
2、井架单肢型钢与基础的连结钢板计算
因为混凝土抗压强度远没有钢材强，故单肢型钢与混凝土连结处需扩大型钢与混凝土的接触面积，用钢板预埋，同时预埋钢板一定有必定的厚度，以知足抗冲切要求。

预埋钢板的面积A0计算以下：
A0 =F/f c =19.078×103/14.300= 1334.091 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/f a=19.078 × 103/(100.0 ×10-3 )= 190775.000 mm 2；
单肢型钢混凝土基础边长:a=190775.000 1/ 2＝ 436.778 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 = ql 2 /2
式中： M -- 井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处的弯矩设计值；
l-- 井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处至基底边沿的距离，取l = a/2 ＝218.389 mm；
q --相应于荷载效应基本组合时的基础底面地基土单位面积净反力，取
q=100.000 ×218.389 ×10-3 = 21.839 kN/m ；
经过计算得M= 0.5 ×21.839 × (218.389 × 10-3 ) 2＝0.521 kN ·m；
依照《混凝土结构设计规范》，板底配筋计算公式以下:
A s = M/(γs h0 f y )
2
)
α s = M/(α 1f c bh0
ζ = 1-(1-2α s)1/2
γs = 1-ζ/2
式中，α l-- 当混凝土强度不超出C50时，α1取为 1.0, 当混凝土强度等级为C80 时，取为 0.94, 时期按线性内插法确立，取αl =1.00；
f c -- 混凝土抗压强度设计值，查表得fc= 14.300 kN/m 2；
h
o -- 承台的计算高度， h =400-20=380 mm。

o
经过计算得：
αs= 0.521×106/(1.000×14.300×436.778×3802)=0.001；ξ
=1-(1-2 × 0.001) 0.5 = 0.001 ；
γ s=1-0.001/2= 1.000；
A s=0.521×106/(1.000× 380× 300.000)= 4.570 mm2。

因为最小配筋率为0.15%,因此最小配筋面积为: 436.778 ×400×2
0.15%=262.067mm。

2
故取 A s=262.067mm。

5、结构要求
井架四个单肢型钢混凝土基础间配置通长筋, 中间一定用同样样级的混凝土浇筑成整体混凝土底板。