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1、龍門架(雙柱)計(jì)算書
本計(jì)算書主要依據(jù)施工圖紙及以下規(guī)范及參考文獻(xiàn)編制:
《龍門架及井架物料提升機(jī)安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 88-92);
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB5009-2001);
《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》;
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)等。
一、基本參數(shù)信息
1、構(gòu)造參數(shù):
SSE160施工升降機(jī)
龍門架立柱高度h(m):9; 龍門架立柱寬度B(m): 0.6;
龍門架立柱間距L(m):1.8; 每根立柱的重量Gz(kN):9;
風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值q0(kN/m2):0.6;
2、 卷場(chǎng)機(jī)固定形式:壓重;
卷場(chǎng)機(jī)自重G(kN):1; 重物與土的摩擦系數(shù)μ1:5;
卷揚(yáng)機(jī)底座與土的摩擦系數(shù)μ2:1; A點(diǎn)與水平拉力作用線距離h(m):2;
A點(diǎn)到卷揚(yáng)機(jī)重心線的距離a(m):1; A點(diǎn)到壓重物重心線的距離b(m):0.3;
吊籃重Gd(kN):1; 額定起重量Ge(kN):15;
鋼絲繩型號(hào):637; 公稱抗拉強(qiáng)度(N/mm2):1700;
鋼絲繩直徑(mm):17.5;
3、 滑輪直徑D(mm):200;
承載鋼絲繩分支數(shù)n:2; 滑輪組總效率η:0.9;
材料的彈性模量E(N/mm2 ):205;
2、附墻架:
附墻架材料:槽鋼; 型鋼選擇:6.3號(hào)槽鋼;
截面面積(cm2 ):8.44;
回轉(zhuǎn)半徑(cm):2.45;
附墻架計(jì)算長度y(m):1.5;
3、基礎(chǔ)參數(shù):
基礎(chǔ)長l(m):6; 基礎(chǔ)寬b(m):3;
基礎(chǔ)厚h(m):0.3;
4、 混凝土保護(hù)層厚度(mm) :30;
混凝土級(jí)別:C25; 鋼筋級(jí)別 :HRB335;
二、鋼絲繩和滑輪計(jì)算
提升鋼絲繩最大工作拉力:
S=P/(nη)
其中 P - 提升荷載,P=1.4(Gd+Ge)=1.4(1+15)=22.4kN;
n - 承載鋼絲繩分支數(shù),n=2;
η - 滑輪組總效率,η=0.9。
S=22.4/(20.9)=12.44kN
選擇637鋼絲繩,鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度1700MPa,直徑17.5mm
5、。
鋼絲繩的容許拉力按照下式計(jì)算:
[Fg]=αFg/K
其中 Fg ─ 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和, Fg=0.5d2,d為鋼絲繩直徑;
α - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù),α=0.82;
K - 鋼絲繩使用安全系數(shù),K=7.00。
d =( 2K[Fg] /α )0.5=(2712.44/0.82)0.5=14.57mm<17.5mm
鋼絲繩的直徑滿足要求!
鋼絲繩最小直徑必須大于12.09mm才能滿足要求!
滑輪安全其中力:
F = D2/2
其中:D - 滑輪
6、直徑,D=200mm
得到:F=2002/2=20kN≥S=12.44kN
滑輪計(jì)算滿足要求!
卷筒兩端凸緣至最外層鋼繩距不少于2倍繩直徑;卷筒邊緣必須設(shè)防止繩脫出的防護(hù)裝置。卷筒與鋼絲繩徑比應(yīng)大于等于30;滑輪直徑與繩徑比,低架應(yīng)大于等于25,高架應(yīng)小于等于30。繩的端頭連接,最少余繩量不少于3圈。
三、卷揚(yáng)機(jī)計(jì)算
卷揚(yáng)機(jī)底座固定壓重計(jì)算
卷揚(yáng)機(jī)僅受水平拉力作用,為防止繞A點(diǎn)傾覆,需滿足下式:
Q1≥K(Sh-Ga)/b
卷揚(yáng)機(jī)僅受水平拉力作用,為防止水平滑動(dòng),需滿足下式:
Q1μ1+Gμ2≥S
其中
7、 Q1 - 卷揚(yáng)機(jī)壓重力;
S - 鋼絲繩的水平拉力,S=12.44kN;
G - 卷揚(yáng)機(jī)自重力,G=1.00kN;
μ1 - 重物與土的摩擦系數(shù),μ1=5.00;
μ2 - 卷揚(yáng)機(jī)與土的摩擦系數(shù),μ2=1.00;
h - A點(diǎn)與水平拉力作用線的距離,h=2.00m;
a - A點(diǎn)到卷揚(yáng)機(jī)重心線的距離,a=1.00m;
b - A點(diǎn)到壓重物重心線的距離,b=0.30m。
由抗傾覆需要的壓重力:Q1=7(12.442-11)/0.3=557.20k
8、N
由水平滑動(dòng)需要的壓重力:Q1=(12.44-11)/5=2.29kN
經(jīng)計(jì)算,卷揚(yáng)機(jī)底座固定壓重需要557.20kN。
四、立柱受力計(jì)算
風(fēng)荷載的水平作用力:q0 =0.60kN/m2;
在風(fēng)荷載作用下,龍門架立桿受力:
剪力圖:
各附著由下到上的內(nèi)力分別為:R(1)=2.15kN,R(2)=1.79kN;
立柱所受壓力:
N=1.2(Gz+0.5Gt)+1.40.5(Gd+Ge)=1.2(9+0.50.5)+1.40.5(1+15)=22.30kN;
五、附墻架計(jì)算
Rmax
9、cosθ+T2cosθ2=T1cosθ1
T1sinθ1+ T2cosθ2= Rmaxsinθ
以上的計(jì)算過程將θ從0-360度循環(huán),解得每桿件的最大軸壓力,最大軸拉力:
桿1的最大軸向拉力為: 7.42 kN;
桿2的最大軸向拉力為: 10.50 kN;
桿1的最大軸向壓力為: 10.50 kN;
桿2的最大軸向壓力為: 10.50 kN;
1、桿件軸心受拉強(qiáng)度驗(yàn)算
σ= N / An ≤f
其中 N - 為桿件的最大軸向拉力, N =10.50kN;
An -
10、 為桿件的截面面積,An =8.44cm2;
桿件的最大受拉應(yīng)力:σ=10.5103/844=12.44N/mm2
最大拉應(yīng)力σ=12.44 N/mm2不大于拉桿的允許拉應(yīng)力 205.00/mm2,滿足要求。
2、桿件軸心受壓強(qiáng)度驗(yàn)算
σ= N /φAn ≤f
其中 N - 為桿件的最大軸向拉力, N =10.50kN;
An - 為桿件的截面面積,An =8.44cm2;
λ - 桿件長細(xì)比,由l/i的值確定;λ=150.00/24.53=6;
φ --為桿件的受壓穩(wěn)定系數(shù), 是根據(jù)
11、 λ查表計(jì)算得:
取φ=0.997 ;
σ = 10.496 103 / (0.997 844.000) = 12.474 N/mm2;
經(jīng)計(jì)算,桿件的最大受壓應(yīng)力 σ=12.47 N/mm2;
最大壓應(yīng)力 12.47N/mm2 小于允許應(yīng)力 205.00N/mm2, 滿足要求。
六、龍門架基礎(chǔ)驗(yàn)算
在承臺(tái)底部?jī)蓚€(gè)方向的彎矩:
M1 = (aˊ2/12)[(2l+B)(pmax+p-2G/A)+(pmax-p)l]
M2 = (1/48)(l-B)2(2bˊ+B)(pmax+pmin-2G/A)
12、 式中 M1,M2 - 任意截面1-1、2-2處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的彎矩設(shè)計(jì)值;
aˊ - 任意截面1-1至基底邊緣最大反力處的距離,aˊ=2.70m;
l,bˊ - 基礎(chǔ)底面的長和寬;
pmax,pmin - 相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面邊緣最大和最小地基反力設(shè)計(jì)值,pmax=pmin=(44+162)/18=11.44kN/m2;
p - 相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)在任意截面1-1處基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計(jì)值,p=pmax=11.44kN/m2;
G - 考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)的基礎(chǔ)自重
13、,當(dāng)組合值由永久荷載控制時(shí),G=1.35Gk ,
Gk為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)自重,G=1.35135=182.25kN;
M1=2.72/12[(26+0.6)(11.44+11.44- 2 182.25/18)+(11.44-11.44)6]=20.20kNm;
M2=(1-0.6)2/48(26+0.6)(11.44+11.44- 2 182.25/18)=0.11kNm;
依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,基礎(chǔ)底配筋計(jì)算公式如下:
αs = M/(α1fcbh02)
ζ = 1-(1-2αs)1/2
γs = 1-ζ/2
14、 As = M/(γsh0fy)
式中,αl --當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時(shí), α1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取為0.94,期間按線性內(nèi)插法確定,αl=1.00;
fc --混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,fc= 11.90 kN/m2;
ho --承臺(tái)的計(jì)算高度,ho=300.00-30=270.00mm。
經(jīng)過計(jì)算得:
αs= 20.199106/(1.00011.9003000.000270.0002)=0.008;
ξ=1-(1-20.008)0.5= 0.008;
γs=1-0.008/2= 0.996;
As=20.2106/(1270210)=357.64;
由于最小配筋率為0.15%,所以最小配筋面積為:6000.00300.000.15%=2700.00mm2。
故取 As=2700.000mm2。
基礎(chǔ)的埋深與做法,應(yīng)符合設(shè)計(jì)和提升機(jī)出廠使用規(guī)定。
基礎(chǔ)滿足要求。
綜上所述SSE160施工升降機(jī)滿足要求。