公寓楼格构式井架计算书.docx

公寓楼格构式井架计算书.docx

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公寓楼格构式井架计算书

格构式钢井架设计方案

工程名称：

某迁建工程-

2#公寓楼

建设单位：

监理单位：

设计单位：

施工单位：

编制单位：

编制人：

审核单位：

审核人：

审批单位：

审批人：

编制时间：

2018年10月27日

审批时间:

目录

1工程概况3

2编制依据3

3井架物料提升机的选用3

4基础.附墙架.缆风绳及地锚的设置4

5提升机的安装与拆除5

6提升机试吊6

7使用过程中作好定期和日常检查工作7

8安全使用提升的规定要求7

9井架提升机的安全防护8

10格构式井架计算书9

格构式钢井架工程施工组织设计

一、工程概况:

工程名称:

工程地址：

本工程总建筑面积：

2401.42㎡,是一幢6层的砖混结构楼宇,屋顶设有外飘檐斜屋面装饰.室外地坪标高为-0.15m,一至六层层高均为2.750m,檐口高度为16.50m,本工程设一台井架物料提升机,格构式型钢井架设计高度H为20.90m，吊重Q为10.00kN，钢井架截面尺寸：

长a×宽b=2.10m×2.10m，井架立柱为4L75×8，缀条选用L56×5，缀条形式是交叉斜缀条,井架设2道缆风绳：

第一组高度H1为11.40m；第二组高度H2为20.90m，缆风绳与地面夹角为α为450，缆风绳安全系数2.00，缆风绳不均匀系数0.80。

二、编制依据

（1）《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ88-92）

（2）《建筑施工计算手册》第二版

（3）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）

三、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。

四、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。

五、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。

六、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。

七、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。

八、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。

九、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。

十、格构式井架计算书（缆风绳）

编制依据：

（1）《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ88-92）

（2）《建筑施工计算手册》第二版

（3）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）

1、计算参数

格构式型钢井架设计高度H为20.90m，吊重Q为10.00kN，钢井架截面尺寸：

长a×宽b=2.10m×2.10m，井架立柱为4L75×8，缀条选用L56×5，缀条形式是交叉斜缀条,井架设2道缆风绳：

第一组高度H1为11.40m；第二组高度H2为20.90m，缆风绳与地面夹角为α为450，缆风绳安全系数2.00，缆风绳不均匀系数0.80。

2、荷载计算

（1）起吊物和吊盘重力（包括索具等）G

G=K（Q+q）

式中K—动力系数，K=1.20；

Q—起吊物体重力，Q=10.00kN

q—吊盘（包括索具等）自重，q=3.00kN

G=1.2×（10.00＋3.00）=15.60kN；

（2）提升重物的滑轮组引起的钢丝绳拉力S

S=f0×G

式中f0—引出绳拉力计算系数，取0.27;

S=0.27×（1.2×（10.00＋3.00））=4.21kN；

（3）井架自重力q，取1.50kN/m;

井架的总自重N1=q，×H=1.50×20.90=31.35kN

第一组缆风绳以上部分自重N2=1.50×（20.90-11.40）=14.25kN

（4）缆风绳自重力

因缆风绳对称布置，水平分力相互抵消，只计算垂直分力。

Tv=nqL2/8ω

式中n—缆风绳根数，取4根

q—缆风绳单位长度自重力，取q=0.008kN/m

L—缆风绳长度

α—缆风绳与地面夹角

ω—缆风绳自重产生的挠度，ω=1/300

H1=11.40mTv1=300×4×0.008×11.40/5.65=19.35kN

H2=20.90mTv2=300×4×0.008×20.90/5.65=35.48kN

垂直分力：

Tv3=Tv1sinα=19.35×0.71=13.68kN

Tv4=Tv2sinα=35.48×0.71=25.08kN

（5）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=0.075×1.90×3＋0.056×0.85×（2.10＋2.10）＋0.056×0.85×（2.83＋2.83）×（20.90/1.90）=9.87m2

井架受风轮廓面积AF=1.90×0.85×（2.10＋2.10）×（20.90/1.90）=74.69m2

φ=∑Ac/AF=0.13,h/b=1.00

由荷载规范查得η=0.94

风荷载体型系数μs=1.3φ（1+η）1.1=1.3×0.13×（1＋0.94）×1.1=0.37

β按荷载规范计算得出β=3.2

ω,=ω0μZμSβZAF=0.35×1.25×0.37×3.2×74.69=38.69kN

沿井架高度方向的平均荷载：

q=38.69/20.90=1.85kN/m

3、井架计算

（1）风荷载作用下井架的受力计算

缆风绳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：

各支座由下到上的内力分别为：

R1=10.49kN,M1=-19.76kN·m

R2=21.51kN,M2=-20.51kN·m

R3=-6.59kN,M3=0kN·m

Rmax=21.51kN

（2）井架轴力计算

经过计算得各节点由下到上与井架接点处截面的轴向力分别为：

第一个节点处：

F1=G+S+N1+Tv3+Tv4+（│R2│+│R3│）ctgα

=15.60+4.21+31.35+13.68+25.08+28.10=118.02kN；

第二个节点处：

F2=G+S+N2+Tv1+Tv2+（│R2│+│R3│）ctgα

=15.60+4.21+14.25+19.35+35.48+28.10=117.00kN；

（3）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；

缀条采用L56×5；

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H=20.90m;

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=2090/102.88=20.32。

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于x-x轴y-y轴的斜缀条毛截面面积，

取2×5.42cm

经过计算得到

=24.13。

查表得

=0.957。

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

=0.957；

—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/（b/2）=486833.48/（210.00/2）=4636.51cm

；

N，EX—欧拉临界力，

N，EX=

=3.142×206000×（4×1150.00）/454.01=20578747N；

经过计算得:

第一节点处H1=0m,F1=118.02kN,M1=-19.76kN·m;

σ=118020/4402+{19760000/[4636509×（1-0.01）]}

=31.10N/mm2;

第二节点处截面计算强度σ=31.10N/mm2≤[215]N/mm2,满足要求！

第二节点处H2=11.40m,F2=117.00kN,M2=-20.51kN·m;

σ=117000/4402+{20510000/[4636509×（1-0.01）]}

=31.05N/mm2;

第二节点处截面计算强度σ=31.05N/mm2≤[215]N/mm2,满足要求！

（4）缀条的计算

缀条型钢采用L56×5；

缀条的截面力学参数为：

rmin=1.10㎝;

1）交叉缀条按下式计算：

①缀条内力计算

N=Rmax/4cosθ=21.51/（4×1.68）=3.20kN

与计算剪力R=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4×11.50cm2；

f—型刚强度设计值；

②缀条刚度按下式计算

λ=L/rmin=125/1.10=113.64

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=113.64＜200,满足要求。

查表得：

=0.470

③缀条稳定性按下式计算

σ=N/（

A）=11640/（0.470×542.00）=45.68N/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）=45.68N/mm2＜215N/mm2,满足要求。

2）横缀条按下式计算

①缀条内力计算

N2=R/2=21.51/2=10.75kN

与计算剪力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=a/rmin=210/1.10=190.91

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=190.91＜200,满足要求。

查表得：

=0.202

③缀条稳定性按下式计算

σ=N/（

A）=11640/（0.202×542.00）=106.27N/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）=106.27N/mm2＜215N/mm2,满足要求。

4、缆风绳的计算

（1）风荷载作用下，缆风绳张力产生的最大拉力

T1=Rmaxcosα=21.505×0.71=15.21kN;

（2）缆风绳自重力对井架产生的垂直分力

Tv2=35.48kNT2=Tv2sinα=35.48×0.71=25.09kN

Tmax=T1+T2=15.21＋25.09=40.30kN

采用Φ14.00mm钢丝绳，K＇=0.356,α=0.80，K=2.00

破断拉力总和F破=K＇D2Ro/1000=0.356×14.002×1670.00/1000=116.66kN

钢丝绳允许拉力[P]=F破α/K=116.66×0.80/2.00=46.66kN

钢丝绳承受拉力Tmax=40.30kN＜[P]=46.66kN,满足要求。

5.花篮螺栓的验算

花篮螺栓采用Φ48.00mm的CO型,花篮螺栓容许荷载N=25×48.00×48.00/1000=57.60kN

花篮螺栓容许荷载57.60kN＞N校=40.30kN,满足要求。