井架的设计

井架的设计

井架的截面轮廓尺寸为0.80×0.80米。主肢角钢用L75×8；缀条腹杆用L60×6。

荷载计算：

为简化计算，假定在荷载作用下只考虑顶端一道缆风绳起作用，只有在风荷载作用下才考虑上下两道缆风绳同时起作用。

吊篮起重量及自重：

KQ2=1.20×1000=1200kg

⑴井架自重：

参考表2-67，q2=0.10t/m，28米以上部分的总自重为：

Nq2=（40-28）×100=1200kg

20米以上部分的总自重为：

Nq1=20×100=2000kg。

⑵风荷载：

W=W0K2KβA F（kg/m2） 式中

基本风压W0=25kg/m2。

风压高度变化系数K Z=1.35（风压沿高度是变化的，现按均布计算，风压高度变化系数取平均值）；

风载体型系数K，根据《工业与民用建筑结构荷载规范》表12，K=K p

（1+n）=1.3（1+η），挡风系数φ=ΣA

c /A

F

（A

c

为杆件投影面积；A

F

为轮廓

面积）。当风向与井架平行时，井架受风的投影面积ΣA

c

=[0.075×1.40(肢杆

长度)×2（肢杆数量）+0.06×2（横腹杆长度）+0.06×2.45（斜腹杆长度）]

×29（井架为29节）×1.1（由节点引起的面积增值）=15.13m2，井架受风

轮廓面积A

F

=Hh=40.6×2.0=81.2m2（H为井架高度，h为井架厚度）。所以，

ω=ΣA

c /A

F

=15.3/81.2=0.19，h/b=2/1.6=1.25,由表2-68查得η=0.88。

风振系数β，按自振周期T查出，T=0.01H=0.01×40.6=0.406秒，由表2-71查得β=1.37。

所以，当风向与井架平行时，风荷载：

W=W

0.K

Z

.1.3ω（1+η）. β.A

F

=25×1.35×1.3×0.19×（1+0.88）×1.37

×81.2=1740kg

沿井架高度方向的平均风载：

q=1740/40.6=43kg/m

当风向沿井架对角线方向吹时，井架受风的投影面积:

ΣA c=[0.075×1.40×3+0.06×2×sin450+0.06×1.6×sin450+

0.06×2.45×sin450+0.06×2.13×sin450]×29×1.1

=(0.075×1.40×3+0.06×2×0.70+0.06×1.6×0.70+0.06×

2.45×0.70+0.06×2.13×0.70)×29×1.1

=21.0m2

井架受风轮廓面积A

F

=（b×1.4×sin450+h×1.4×sin450）×29

=（1.60×1.4×0.70+2.0×1.4×0.70）×29

=102m2

所以，ω=ΣA

c /A

F

=21/102=0.206;h/b=2/1.6=1.25,由表2-68查得η

=0.86。自振周期T=0.406秒，由表2-71查得β=1.37。

计算荷载时，根据《工业与民用建筑结构荷载规范》表12，当风从对角线方向吹来时，对单肢杆件的钢塔架要乘系数ψ=1.1。

所以，W ，

=W 0.K z .1.3ω(1+η) ψ. β.A F

=25×1.35×1.3×0.206（1+0.86）×1.1×1.37×102 =2590kg

沿井架高度方向的平均风载：

q ，=2590/40.6=64kg/m

⑴变幅滑轮组张T 1及其产生的垂直和水平分力：

前面已算出：T 1=1920kg。

垂直分力：T 1v =T 1sinβ=1920×sin440=1920×0.695=1340kg.

水平分力：T 1H =T 1cosβ=1920×cos440=1920×0.719=1380kg.

⑵缆风绳自重T2及其产生的垂直和水平分力：

T 2=n.qL 2/8f

式中:n---缆风绳根数，一般为4根；

q---缆风绳自重，当直径为13—15mm 时，q=0.80kg/m；

L---缆风绳长度（L=H/cosr,H---井架高度，r---缆风绳与井架夹角）

f---缆风绳垂度，一般控制f=L/300左右。

所以，T 2=n.qL 2/8f=4×0.80×（40.6/cos450）2/8×0.03(40.6/cos450) =740kg

垂直分力:T 2v =T 2cosr=T 2cos450=740×0.707=520kg。

水平分力：T 2H =0（对井架来说，4根缆风绳的水平分力相互抵消）。

⑶起重时缆风绳的张力T 3及其产生的垂直和水平分力:

起重时只考虑顶端一道缆风绳起作用，在起重时缆风绳的张力： T 3=K(Q 1+q) ×7.80+G 1×7.80/2/Hsin450

=1980×7.80+300×3.90/40.6×0.707

=576kg

垂直分力：T 3v =T 3cosr=576×COS450=408kg。

水平分力：T 3H =T 3sinr=576×sin450=408kg。

⑷风荷载作用下，缆风绳张力产生的垂直和水平分力：

在风荷载作用下，考虑井架顶部及20.60米处上、下两道缆风绳皆起作用，故整个井架可近似按两等跨连续梁计算。

顶端缆风处：水平分力 T 4H =0.375q ,L=0.375×64×20=480kg， 垂直分力 T 4v =T 4H =480kg

中间缆风处：水平分力 T 5H =1.25q ，L=1.25×64×20=1600kg 垂直分力 T 5v =T 5H =1600kg

⑸摇臂杆轴力N 0及起重滑轮组引出索拉力S 1对井架引起的垂直和水平分力：

水平分力：N H1=（N 0-S 1）cosa=(3770-2100)cos300=1670×0.866=1450kg 垂直分力：N v1=（N 0-S 1）sina=(3770-2100)sin300=1670×0.50=835kg ⑹起重滑轮组引出索拉力S1经导向滑轮后对井架的垂直压力：

N v2=S 1=2100kg

⑺提升吊篮的引出索拉力S2对井架的压力：

N v3=S 2=f 0KQ 2=1.06×1.20×1000=1280kg