基础计算书-090824

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1、钢井架结构设计说明书1，结构形式2，设计方法3，荷载与工况组合4，杆件设计5，节点设计6，基础设计1，结构形式图1.1结构形式cad立体图（不含翻矸台内部结构）本井架上层天轮平台宽9米，下层天轮层平台宽12米，底层平台（翻矸台）宽度15.86米，底部支座中心距为21米。顶层平台高度为28米（计算至梁底面），中层平台高度21米（梁底面），底层平台高度12米（横管中心线），立体模型如图1.1所示。为方便节点连接，角柱在下层天轮平台上下错动断开，同时在节点部位焊接了和角柱一样尺寸的钢管进行了加强。计算时按图1.2所示尺寸建模，上面的角柱和水平面的夹角比计算模型略小，采取后期对

2、计算结果的调整来消除误差。图1.2计算模型尺寸图（四面相同）2，设计方法结构分析和设计主要采用了SAP2000软件9.1.6版，该软件是基于ETABS基础上开发的，融合了2002年后的较新的中国规范而开发出来的，主要用于结构分析和设计的有限元分析软件。在钢结构领域应用广泛，特别是本版本的SAP软件能够根据分析结果进行杆件的设计和校核，并给出根据中国规范计算的详细过程。因此本项目采用了该软件作为主要的分析和设计软件，建立了实体模型（见图2.1），并进行了计算和截面设计校核，最后针对电算结果进行了手工复核，并用其他力学分析软件进行了校核，发现多种电算结果基本与手算基本相符。

3、在计算中对应力比的控制条件设置为：最不利工况下构件材料的折算应力比不超过1.0（如果该工况组合含有断绳工况，考虑到断绳的出现几率较小，则最大应力比放宽到不超过1.1），同时结构的各种工况下的位移应满足《钢结构设计规范GB5007-2001》的规定。图2.1Sap2000实体模型天轮房是单独建模单独计算的，结构模型见图2.2。图2.2天轮房结构实体模型3，荷载与工况组合：计算荷载包括上层天轮平台荷载（正常使用荷载、断绳荷载、改绞荷载）、下层天轮平台荷载（正常使用荷载、断绳荷载）和底层翻矸台荷载（正常使用荷载），还有风荷载和地震作用等。3.1天轮房荷载：每个起重梁上挂有50

4、kN的竖向荷载重量，同时为了检验天轮房的抵抗横向荷载作用的能力，每个起重梁上施加了2kN的水平荷载（见图3.1.1）。在完成对天轮房的计算后，天轮房的柱脚反力在专门计算天轮房的模型中查到后，导至顶层天轮平台上的6个节点上，如图3.1.2所示：图3.1.1天轮房的荷载（正常使用）图3.1.2上层天轮房导至平台的荷载3.2天轮平台荷载：图3.2.1上层天轮平台正常使用与断绳荷载图两层天轮平台钢梁上的结构荷载平面布置见图3.2.2~图3.2.6（注：正体为垂直压力，斜体为水平力，括号内数值为断绳荷载）。图3.2.2下层天轮平台正常使用与断绳荷载图图3.2.3上层天轮平台改绞荷

5、载（正常）图3.2.4上层天轮平台改绞荷载（断绳）3.3翻矸台荷载：翻矸台荷载总计为825.72kN，平均分到底层平台周边的8个点上，另在翻矸台每个主梁三分点处布置两个100kN荷载。（见图3.3.1）。图3.3.1翻矸台荷载3.4风荷载：考虑井架可能外围包裹围护材料，从而可能因为围护结构挡风而使井架受到较大的水平风荷载作用，所以对该结构进行了双向风荷载受力计算，并参与到荷载工况组合。选取基本风压为0.6kN/m2，同时地表粗糙度类别为A类，根据《建筑结构荷载规范GB50009-2001（2006年版）》考虑风压高度变化系数和风振系数。把每层平台上下各半层面积的风荷载作

6、用分别集中到各层平台边缘节点上（见图3.4.1），得到图3.4.2所示荷载施加图。图3.4.1风荷载计算图（阴影部分为各个平台位置的风荷载计算的总面积）各个平台高度的风压高度变化系数为：,；,；,；风荷载体形系数：；（侧面还有一定的风的吸力作用提醒系数为，但由于方向互相相反，可以考虑为相互抵消，对计算影响较小而省略）；井架总高度约为30，根据计算取风振系数是偏于安全的。把上述风荷载折算成节点荷载施加到井架上得到下图：（1）X方向（2）Y方向图3.4.2风荷载作用3.5地震作用考虑8度0.2g地震烈度作用下的水平地震作用，根据《建筑抗震设计规范GB50011-2001（2

7、008年版）》对井架进行了两个方向的地震作用计算。在地震计算过程中主要考虑结构自重，由于结构上的悬挂荷载在地面以下很长的距离，所以对于抗震计算基本没有影响，所以在计算重力荷载代表值时，没有计入哪些悬挂较长的荷载，也不考虑断绳情况下的地震作用，地震作用和风荷载作用也不进行组合。地震作用下的结构变形见图3.5.1.。X方向地震作用Y方向地震作用图3.5.1地震作用下的结构变形3.6工况组合本结构设计时采用的工况组合为：COMB1为正常使用恒荷载工况组合（1.35*dead0）BREAK1为上层平台断绳荷载工况组合（1.2*dead0+1.0*