⑴、井架設計:
??????? 井架的截面輪廓尺寸為1.60×2.00米。主肢角鋼用L75×8;綴條腹桿用L60×6。
??????? 1、荷載計算:
??????? 為簡化計算,假定在荷載作用下只考慮頂端一道纜風繩起作用,只有在風荷載作用下才考慮上下兩道纜風繩同時起作用。
??????? ①吊籃起重量及自重:
??????? KQ2=1.20×1000=1200kg
??????? ②井架自重:
??????? 參考表2-67,q2=0.10t/m,28米以上部分的總自重為:
??????? Nq2=(40-28)×100=1200kg
??????? 20米以上部分的總自重為:
??????? Nq1=20×100=2000kg。
??????? ③風荷載:
??????? W=W0K2KβAF(kg/m2)?? 式中
??????? 基本風壓W0=25kg/m2。
??????? 風壓高度變化系數KZ=1.35(風壓沿高度是變化的,現按均布計算,風壓高度變化系數取平均值);
??????? 風載體型系數K,根據《工業與民用建筑結構荷載規范》表12,K=Kp(1+n)=1.3(1+η),擋風系數φ=ΣAc/AF (Ac為桿件投影面積;AF為輪廓面積)。當風向與井架平行時,井架受風的投影面積ΣAc=[0.075×1.40(肢桿長度) ×2(肢桿數量)+0.06×2(橫腹桿長度)+0.06×2.45(斜腹桿長度)]×29(井架為29節)×1.1(由節點引起的面積增值)=15.13m2,井架受風輪廓面積AF=Hh=40.6×2.0=81.2m2(H為井架高度,h為井架厚度)。所以,ω=ΣAc/AF=15.3/81.2=0.19,h/b=2/1.6=1.25,由表2-68查得η=0.88。
??????? 風振系數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,當風向與井架平行時,風荷載:
??????? W=W0.KZ.1.3ω(1+η). β.AF=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風載:
??????? q=1740/40.6=43kg/m
??????? 當風向沿井架對角線方向吹時,井架受風的投影面積:
??????? ΣAc=[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
??????? 井架受風輪廓面積AF=(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=ΣAc/AF=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。
?????????? 計算荷載時,根據《工業與民用建筑結構荷載規范》表12,當風從對角線方向吹來時,對單肢桿件的鋼塔架要乘系數ψ=1.1。
??????? 所以,W,=W0.Kz.1.3ω(1+η) ψ. β.AF
???????????????? =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風載:
???????????????????????????????? q,=2590/40.6=64kg/m
??????? A、變幅滑輪組張T1及其產生的垂直和水平分力:
??????? 前面已算出:T1=1920kg。
??????? 垂直分力:T1v=T1sinβ=1920×sin440=1920×0.695=1340kg.
??????? 水平分力:T1H=T1cosβ=1920×cos440=1920×0.719=1380kg.
??????? B、纜風繩自重T2及其產生的垂直和水平分力:
??????? T2=n.qL2/8f
??????? 式中:n---纜風繩根數,一般為4根;
??????? q---纜風繩自重,當直徑為13-15mm時,q=0.80kg/m;
??????? L---纜風繩長度(L=H/cosr,H---井架高度,r---纜風繩與井架夾角)
??????? f---纜風繩垂度,一般控制f=L/300左右。
??????? 所以,T2=n.qL2/8f=4×0.80×(40.6/cos450)2/8×0.03(40.6/cos450) =740kg
??????? 垂直分力:T2v=T2cosr=T2cos450=740×0.707=520kg。
??????? 水平分力:T2H=0(對井架來說,4根纜風繩的水平分力相互抵消)。
??????? C、起重時纜風繩的張力T3及其產生的垂直和水平分力:
??????? 起重時只考慮頂端一道纜風繩起作用,在起重時纜風繩的張力:
??????? T3=K(Q1+q) ×7.80+G1×7.80/2/Hsin450
??????? =1980×7.80+300×3.90/40.6×0.707
??????? =576kg
??????? 垂直分力:T3v=T3cosr=576×COS450=408kg。
??????? 水平分力:T3H=T3sinr=576×sin450=408kg。
??????? D、風荷載作用下,纜風繩張力產生的垂直和水平分力:
??????? 在風荷載作用下,考慮井架頂部及20.60米處上、下兩道纜風繩皆起作用,故整個井架可近似按兩等跨連續梁計算。
??????? 頂端纜風處:水平分力?? T4H=0.375q,L=0.375×64×20=480kg,
??????????????????? 垂直分力?? T4v=T4H=480kg
??????? 中間纜風處:水平分力?? T5H=1.25q,L=1.25×64×20=1600kg
????????????? 垂直分力?? T5v=T5H=1600kg
??????? E、搖臂桿軸力N0及起重滑輪組引出索拉力S1對井架引起的垂直和水平分力:
??????? 水平分力:NH1=(N0-S1)cosa=(3770-2100)cos300=1670×0.866=1450kg
??????? 垂直分力:Nv1=(N0-S1)sina=(3770-2100)sin300=1670×0.50=835kg
??????? F、起重滑輪組引出索拉力S1經導向滑輪后對井架的垂直壓力:
??????? Nv2=S1=2100kg
??????? G、提升吊籃的引出索拉力S2對井架的壓力:
???????????????????????? Nv3=S2=f0KQ2=1.06×1.20×1000=1280kg
??????? 2、內力計算:
??????? ①軸力:
??????? ㈠、O截面(搖臂桿支座處)井架的軸力
??????? N0=KQ2+Nq2+T1v+T2v+T3v+T4v+Nv1+Nv2+Nv3
????????? =1200+1200+1340+520+408+480+835+2100+1280
????????? =9360kg
??????? ㈡、D截面(第一道纜風處)井架的軸力
??????? ND=KQ2+Nq1+T1v+T2v+T3v+ T4v+ T5v+Nv1+Nv2+Nv3
????????? =1200+2000+1340+520+408+480+1600+835+2100+1280
????????? =11760kg
??????? ②彎矩:
??????? ㈠、風載對井架引起的彎矩:
??????? 考慮上、下兩道纜風繩同時起作用,因而近似的按兩跨連續梁計算(忽略上、下纜風繩支點處位移不同的影響)。
??????? M01=T4H×12-1/2q, ×122
?????????? =480×12-1/2×64-122
?????????? =1150kg-m
??????? MD1=-0.125×q, ×202
?????????? =-0.125×64×202
?????????? =-3200kg-m