基于SAP2000矿山钢井架的结构设计.pdf

《基于SAP2000矿山钢井架的结构设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中国矿山工程2015年4月·56·ChinaMineEngineering第44卷第2期基于SAP2000矿山钢井架的结构设计StructuraldesignofminesteelheadframebasedonSPA2000张．文斌(中国恩菲T程技术有限公司，北京100038)摘要：钢井架是矿山生产中主要提升构筑物，对整个矿井的生产起着重要作用。本文结合工程实例，重点介绍其结构配置和选型．论述基于SAP2000进行钢井架设计的过程与方法，并对井架结构进行静力分析和完整的结构设计流程介绍。通过分析．对钢井架的受力过程有了更深入的了解，对各种受力状态

2、和性能有了直观的分析，具有一定的实际工程应用价值关键词：铜井架；结构设计；SAP2000Abstract：Steelheadframeisthemainhoistingstructureinmineproduction，anditplaysanimportantroleintheproductionofthewholemine．Inthispaper，combinedwiththeexamplesofengineeringprojects，theselectionandarrangementofthestructureweremainlyintro

3、ducedandtheprocessandmethodsofsteelheadframedesignbasedonSPA2000werediscussed．Finally．thestaticanalysisofheadframestructurewasconducted．Theanalysisresultsprovidedadeeperunderstandingofthesteelheadframe’sstressandanintuitiveanalysisofvariousforcestatusandperformance．Thisstudyce

4、rtainlyhaspracticalengineeringapplicationvalue．Keywords：steelheadframe；structuraldesign；SPA20001前言钢井架是矿山立井提升的主要构筑物，与钢筋混凝土井架相比具有抗震性能好、制造安装简单，施工时占有井口时间短等优点，在国内外矿山工程领域广泛应用。由于受到工艺条件的约束，钢井架特殊的受力状态和传统简单的结构设计方法使其设计不够精确。本文以某钢井架工程为例，通过SAP2000有限元软件对其进行结构分析设计，使矿山井架结构设计更加精细化，具有较强的针对性。2工程概

5、况本工程为某铜矿开采工程立井钢井架，为单绳单罐笼提升系统。工艺系统的简要配置为：地面设置单绳单卷筒缠绕式提升机(型号为JK一2X1．8E)，井筒内部设置提升罐笼(1800mmX1318mm)，井架顶部设置直径为2m的罐笼提升天轮。提升机性能参数：卷简直径为2m，宽度为1．8m；钢丝绳直径为22ram。最大提升高度为1314m，提升速度为2．44m／s，提升最大加速度为0．5m／s；钢丝绳最大静张力66kN，事故破断力为323kN；减速器速比为31．5，电动机功率为150kW，转速为733r／min。提升系统配置参数：提升罐笼尺寸为1800mmX13

6、18mm，其设备自重为4．2t；钢罐道至V5．500m，其以上为楔形木罐道至2．O00m；防撞梁底标高为'711．500m，事故过卷荷载为248kN；天轮直径为2m，宽度为1．8m，设备自重3．5t。其中心标高为2715．180m；天轮平台上方设置起重架，配置2t电动葫芦，轨底标高为V18．O00m。第2期张文斌：基于SAP2000矿山钢井架的结构设计·57·钢井架立面布置见图1，钢井架工程实体见图2。图1钢井架立面布置图荷载以节点荷载的形式加载于结构中。本工程所在地区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0．05g．设计地震分组为第一组，场

7、地类别为Ⅱ类，特征周期为=0．35s，结构阻尼比为0．02。4结构形式及边界约束条件井架的结构形式应根据工艺条件要求、支撑条件、荷载形式以及结构的力学性能等要求综合确定，图2钢井架工程实体图确保结构简单，受力明确．传力简捷，适应矿井服务3设计条件年限及使用环境。根据相关规范和工程要求．此钢井架结构设计本工程为单斜撑式钢井架．其立架部分和天轮使用年限为50年，结构重要性系数为1．0；结构安平台部分采用钢桁架形式．在水平荷载和结构高宽全等级为二级。结构安全系数为1．0：抗震设防类别比较大的情况下。充分发挥桁架结构的优势，使受力为标准设防类。本工程所采用

8、计算荷载如下l2]。较为均匀传至各个杆件。同时立体式钢桁架可以提①永久荷载(dead)：结构自重、设备自重(dead)；供