井架式物料提升机方案(JJS-100)

目录

一、编制依据---------------------------------------------------------------2

二、工程概况-----------------------------------------3

三、物料提升机布置-----------------------------------4

四、物料提升机的主要结构--------------------------------------------5

五、物料提升机的安装与拆卸-----------------------------------------7

六、操作使用及注意事项---------------------------------------------11

七、计算书----------------------------------------------------------------12 附图

一、编制依据

1、《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ88-2010）

2、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）

3、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）

4、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）

5、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59－2011）

6、JJS-100井架式物料提升机使用说明书

7、施工图纸

8、施工组织设计

二、工程概况

◇工程名称：桩帽生产基地

◇工程地点：浙江省杭州高新(滨江)区浦沿工业园区内

◇结构类型：框架结构

◇建筑内容：主楼五层，地下一层，占地面积788m2，总建筑面积5549(其中地下室面积1403m2)，建筑总高度17.800M(室外地面至屋面)。

◇建设单位：杭州宏冠实业投资有限公司

◇设计单位：浙江东都建筑设计研究院

◇勘察单位：浙江南方建筑勘察设计有限公司

◇监理单位：杭州金石项目管理有限公司

◇施工单位：浙江富成建设集团有限公司

三、物料提升机布置

从工地实际、利于施工出发，决定在主楼南侧布置一台JJS-100井架式物料提升机。

一、物料提升机布置

本工程使用的物料提升机由杭州双菱建筑机械有限公司生产。主要性能参数：

布置位置详见物料提升机平面布置图。

二、物料提升机基础布置

物料提升机基础位于地下室顶板上。具体详见基础平面图及A-A 基础剖面图。

三、附着设置

在建筑高度9米处安装第一道缆风绳，在16米处安装第二道缆风绳，在22米处安装第三道缆风绳。

四、物料提升机的主要结构

一、主要结构

物料提升机主要由底架、标准层、顶架等组成。现简述如下：

1、底架：由槽钢、底节连接板、外夹板用螺栓联接而成矩形框体，固定在混凝土基础预埋螺栓上。它将井架连成一体，是整个升降机的支承基础。

2、标准层：由四根立角钢、长横杆、短横杆、斜撑、连接板和导轨等角钢用螺栓拼装而成，架体内设有4根导轨，它是用以支撑和引导吊篮做垂直运动的金属构架。架体外单边设有2根配重箱导轨，用螺栓固定于平撑上，用于配重箱上下运动，起防坠落及引导作用。为了使井架立柱接头不在同一平面上，底节立柱有长短之分，使立柱角钢交错连接，保证了接头平面强度的可靠性。

3、吊篮：由角钢小槽钢组焊成。吊篮空间为(长X宽X高) 3.8X1.35X2.0，二侧由铁板、铁丝网与角钢保护，底部用3mm花纹板铺底，顶部用1．2mm厚铁板封顶，并开有安全出口，前后有进料门及出料门，装有垂直上下移动安全自动门。吊篮中装有可视监控音像传感器，装在进料门上方，可将吊篮内及出料门处的情况及时传给操作室中的操作人员，使其直观了解到吊篮所处位置和人员进出吊篮的情况，防止误操作的发生。吊篮两侧装有滑轮，可沿井架主体上下滑动，起导向作用。吊篮进、出料门均可上下移动；进料门的开关由吊篮上升和下降自动开关，吊篮离开进料位置，进料门自动关闭。吊篮顶部安装了弹刹，由钢丝绳通过差层停靠机构连接在升降机出料门上，出料门的开、关由操作人员操作，出料门打开时，差层停靠机构

控制限位杆弹出，吊篮不能上下运动。

4、顶架：由天梁、天梁支撑梁4只天梁滑轮组成，置于井架顶部，天梁用12#槽钢制作直接承受滑轮组传递下来的工作荷载，通过天梁支撑梁加强斜杆传递到架体上去。中间二只滑轮改变提升钢丝绳的受力方向，使曳引机的垂直向下和水平拉力变为垂直向上拉力，使吊篮作垂直上下运动。前后二只起到配重箱与吊篮杠杆支点作用，通过曳引机保持吊篮与配重箱的平衡。

二、电力配备

根据使用说明书要求，配置三级动力配电箱一只，内配40A空气开关、隔离开关及过载保护开关。

五、物料提升机的安装与拆卸

一、技术要求

1、立柱兼作导轨架，为吊篮运行滚动的轨道，其标准节接头处阶差小于1㎜，安装时必须注意调整。

2、立柱全高的垂直度偏差应≤1‰；两导轨平行度偏差不大于5 ㎜。

3、各连接螺栓必须紧固。

4、高空作业人员必须执证上岗，系好安全带，门架下和立柱周围5米内禁止站人，以防物体跌落伤人。

5、四级风以上禁止安装作业。

二、安全要点

（一）限位保险装置

1、吊篮必须设置定型化的停靠装置，停靠装置必须灵活可靠。严禁使用脚蹬滚杠。

2、超高限位装置，安装在距天梁不少于3米处或卷扬机机体上，必须灵敏可靠。当使用摩擦式卷扬机时，超高限位不准采用断电方式。

3、应采用报警（响铃）方式，以提示司机立即分离离合器，并用手刹制动，慢慢松开使吊篮滑落。

（二）架体稳定

可采用缆风绳与地锚接法来保障架体的稳定。

（三）钢丝绳

1、钢丝绳应维护保养良好，不得有严重的扭结、变形、断丝、

锈蚀、缺油的现象，严禁使用拆减、接长或报废的钢丝绳。

2、钢丝绳用绳卡连接时，间距为钢丝绳直径的6－8倍，绳卡紧固应将鞍座放在承受拉力的长绳一边，U形卡环放在返回的短绳一边，不得一倒一正排列。

3、钢丝绳在地面上的部分不得拖地，应有托架过路要有保护措施。

（四）吊篮

1、吊篮进出料口必须设置定型化、工具化的安全门。

2、吊篮两侧应设置固定栏板或钢丝网，其高度为1－1.2米。

3、吊篮与架体的涂色应有明显区别。

4、吊篮提升严禁使用单根钢丝绳。

5、吊笼顶板可采用5㎝厚板。

6、物料提升机在任何情况下都不准人员乘吊篮、吊笼上下。

（五）安装验收

1、《规范》规定物料提升机在重新安装后使用之前，必须进行整机实验，符合要求后方可投入运行。

2、试验方法及内容

（1）试验前编制试验方案，对场地进行全面检查。

（2）空载试验：包括上升下降变速、制动不少于三次。

（3）额定载试验：按偏心位置1/6处加不少于3次。

（4）试验中检查金属结构有无变形、裂纹、节点松动，将试验结果填写记录，由参加试验的人员签字确认是否合格。

（六）架体

1、组织工作：物料提升机的安装与拆卸应由有资质的专业单位执行，并编制安拆专项施工方案。安装作业人员和司机必须持证上岗。安装单位技术负责人对操作人员进行书面的安全技术交底。

2、物料提升机基础应按图纸要求施工，并预埋地脚螺栓，基础表面应平整并高于地坪，并做排水沟。

3、架体安装的垂直偏差最大不超过架体的0.15‰－0.3‰。

4、架体与吊篮的间隙，即吊篮导靴与导轨的间隙应控制在5－10㎜内。

5、架体外侧用安全网封闭，司机面可用立网保护。

6、在提升机架体上安装摇臂扒杆时应加保险绳作业时，吊篮与扒杆不能同时作用。

7、井架式物料提升机的架体在与各楼相接的开口处应采取加强措施。

（七）传动系统

1、卷扬机地锚应在卷扬机前方打入两根立桩，防止卷扬机受力转动。

2、卷扬机上钢丝绳应排列整齐，不得咬绳和相互压绞，运行中钢丝绳在卷筒上的圈数不少于3圈。

3、滑轮组与架体应采用刚性连接，严禁采用钢丝绳，铅丝柔性连接和使用开口板式滑轮。

（八）联络信号

1、提升机使用时，司机可以清楚看到各层通道及吊篮内情况下

可由各层作业人员直接与司机联系。

2、司机不能清楚看到各层作业情况时，此时应设专门信号员。

（九）避雷

1、井字架及龙门架若在相邻建筑物防雷装置以外时，又在地面雷暴日规定的高度之中时，则应装防雷装置。

2、防雷装置包括：避雷针可采用Ф20钢筋。长度1－2米置架体顶端，接地体可与重复接地和阻值不大于10Ω。

六、操作使用及注意事项

1、操作者必须持主管部门颁发的操作证上岗，应熟悉本设备技术性能，能熟悉掌握卷扬机操作，注意及时停机，拉断总闸，严禁冲顶和冲底事故。

2、安全装置——停层控制必须由专人管理，并进行设施检查，保持灵敏可靠，不能带病运行，一般情况下，每月及暴雨后，需对架体基础、钢丝绳的磨损程度、楔体抱闸、所有锁轴、滚动轮、紧固件、各种弹簧卷扬机、抱闸等易损件和关键部件及立柱倾斜度等进行一次全面检查，发现问题及时维修，不带通病运行。

3、导轨表面严禁涂抹任何油脂，导鞭滚轮销轴每班应加注1次润滑油脂。

4、升降吊篮每班首次运行时，应作空载及满载试运行，检查制动灵敏可靠后方可投入运行。

5、载物升降时，应使载荷均匀分布，严禁超载；禁止带人运行。

6、吊篮停靠就位，联络信号要做到准确无误。

7、吊篮停稳后再打开防护门，开后支稳后方可上人卸料。吊篮下降时，首先必须关好防护门，插好销轴后，再明确联络信号。

8、安装时专职的操作机手参加安装调试，以便进行使用和调整维护的技术交底。

9、禁止在6级风以上作业，禁止非操作人员启动卷扬机。

10、收班时应放下吊篮，严禁将吊篮搁置在空中长期停放，并要拉闸断电，锁好电源箱。

七、计算书

（一）荷载计算

1.起吊物和吊盘重力（包括索具等）G

G = K(Q+q)

其中K ── 动力系数，K= 1.00 ；

Q ── 起吊物体重力，Q= 10.000 kN；

q ── 吊盘（包括索具等）自重力，q= 18.150 kN；

经过计算得到G=K×(Q+q) =1.00×(10.000+18.150)= 28.150 kN。

2.提升重物的滑轮组引起的缆风绳拉力S

S = f0[K(Q+q)]

其中f0── 引出绳拉力计算系数，取1.02 ；

经过计算得到S= f0×[K×(Q+q)] =1.020×[1.00×(10.000+18.150)]=28.713 kN ；

3.井架自重力

井架自重力1.5kN/m；

井架的总自重N q=1.5×24.4=36.6 kN；

缆风绳以上部分自重：

N q1=1.5×(24.4-9)= 23.1kN；

N q2=1.5×(24.4-16)= 12.6kN；

N q3=1.5×(24.4-22)= 3.6kN；

4.风荷载为q =

5.95 kN/m；

风荷载标准值应按照以下公式计算：

W k=ω0×μz×μs×βz= 0.45×0.84×3.65×1.00 = 1.380 kN/m2；

其中ω0── 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的规定，采用：ω0 = 0.45 kN/m2；

μz── 风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的规定，采用：μz = 0.84 ；

μs── 风荷载体型系数：μs = 3.65 ；

βz── 高度Z处的风振系数，βz = 1.00 ；

风荷载的水平作用力:

q = W k×B=1.380×4.31= 5.947 kN/m；

其中W k── 风荷载水平压力，W k= 1.380 kN/m2；

B── 风荷载作用宽度，架截面的对角线长度，B= 4.31 m；

经计算得到风荷载的水平作用力q = 5.947 kN/m；

5.缆风绳的自重力

T = nql2/(8ω)

其中T ── 每根缆风绳自重力产生的张力(kN)；

n ── 缆风绳的根数，取4根；

q ── 缆风绳单位长度自重力，取0.008kN/m；

l ── 每根缆风绳长度，由H(i)/cosθ 确定(m)；

H ── 缆风绳所在位置的相对地面高度(m)；

θ ── 缆风绳与井架的夹角；

w ── 缆风绳自重产生的挠度(m)，取w=l/300。

经过计算得到由下到上各缆风绳的自重力分别为：

H(1)=9.00m，T(1)=21.60kN；

H(2)=16.00m，T(2)=38.40kN；

H(3)=22.00m，T(3)=52.80kN；

二、井架计算

格构式井架【无摇臂】

1、基本假定：

为简化井架的计算，作如下一些基本假定：

（1）井架的节点近似地看作铰接；

（2）吊装时，与起吊重物同一侧的缆风绳都看作不受力；

（3）井架空间结构分解为平面结构进行计算。

2、风荷载作用下井架的约束力计算

缆风绳或附墙架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：

弯矩图（缆风绳）

剪力图（缆风绳）

各缆风绳由下到上的内力分别为：R(1)=47.59 kN , M(1)=32.35kN·m；各缆风绳由下到上的内力分别为：R(2)=41.26 kN , M(2)=23.27kN·m；各缆风绳由下到上的内力分别为：R(3)=13.97 kN , M(3)=0kN·m；

R max=47.59kN；

3、井架轴力计算

各缆风绳或附墙架与型钢井架连接点截面的轴向力计算：

经过计算得到由下到上各缆风绳或附墙架与井架接点处截面的轴向力分别为:

第1道H1=9 m；

N1 = G + N q1 +S＋∑T(1)＋∑R(1)ctgθ=28.15 + 23.1 +28.71＋112.8＋102.82

×ctg60o=252.13 kN；

第2道H2=16 m；

N2 = G + N q2 +S＋∑T(2)＋∑R(2)ctgθ=28.15 + 12.6 +28.71＋91.2＋55.23

×ctg60o=192.55 kN；

第3道H3=22 m；

N3 = G + N q3 +S＋∑T(3)＋∑R(3)ctgθ=28.15 + 3.6 +28.71＋52.8＋13.97

×ctg60o=121.33 kN；

4.截面验算

（1）井架截面的力学特性：

井架的截面尺寸为1.6×4m；

主肢型钢采用4L70X7；

一个主肢的截面力学参数为:z o=19.9 cm，I xo = I yo = 43.09 cm4，Ao=9.42 cm2，i1 = 68.35 cm；

缀条型钢采用L50X5；

格构式型钢井架截面示意图

井架的y-y轴截面总惯性矩：

I y = 4[I y0+A0(a/2-Z0)2]

井架的x-x轴截面总惯性矩：

I x = 4[I x0+A0(b/2-Z0)2]

井架的y＇-y＇轴和x＇-x＇轴截面总惯性矩：

I y' = I x' = I x×cos245°+ I y×sin245°

经过计算得到：

I x= 4×(43.09+ 9.42×（400/2- 19.9）2)= 1222361.22 cm4；

I y= 4×(43.09+ 9.42×（160/2- 19.9）2)= 136272.9 cm4；

I y'=I x'=1/2×（1222361.22+136272.9）= 679317.06cm4；

计算中取井架的惯性矩为其中的最小值136272.9 cm4。

2.井架的长细比计算：

井架的长细比计算公式：

λ = H/[I/(4A0)]1/2

其中H -- 井架的总高度，取24.4m；

I -- 井架的截面最小惯性矩，取136272.9cm4；

A0 -- 一个主肢的截面面积，取9.42cm4。

经过计算得到λ=40.57≤180。

换算长细比计算公式：

λ0= (λ2-40A/A1)1/2

其中A -- 井架横截面的毛截面面积，取4×9.42 cm2；

A1-- 井架横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴的毛截面面积，取2×4.8cm2；经过计算得到λ0= 42。

查表得φ=0.89 。

3. 井架的整体稳定性计算：

井架在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：

σ= N/(φ×A) + βmx×M/[ W1×(1-φ×N/ N'EX)]

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37.68 cm2；

φ-- 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数，取φ =0.89；

βmx -- 等效弯矩系数, 取1.0；

M -- 计算范围段最大偏心弯矩值(kN·m)；

W1 -- 弯矩作用平面内，较大受压纤维的毛截面抵抗矩, W1 = I/(a/2) = 136272.9/(160/2) = 1703.41 cm3；

N'EX--欧拉临界力，N'EX=π2EA/(1.1×λ2) ；

N'EX= π2×2.06 ×105×37.68×102/(1.1×40.572) = 4230620.95 N；

经过计算得到由上到下各缆风绳与井架接点处截面的强度分别为

第1道H1=9 m, N1= 252.13 kN ,M1=32.35 kN·m；

σ=252.13×103/(0.89×37.68×102)＋(1.0×32.35×106)/[1703.41×103 ×(1－

0.89×252.13×103/4230620.95)] = 95N/mm2；

第1道缆风绳处截面计算强度σ=95N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求!

第2道H2=16 m, N2= 192.55 kN ,M2=23.27 kN·m；

σ=192.55×103/(0.89×37.68×102)＋(1.0×23.27×106)/[1703.41×103 ×(1－

0.89×192.55×103/4230620.95)] = 72N/mm2；

第2道缆风绳处截面计算强度σ=72N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求!

第3道H3=22 m, N3= 121.33 kN ,M3=0 kN·m；

σ=121.33×103/(0.89×37.68×102)＋(1.0×0×106)/[1703.41×103 ×(1－

0.89×121.33×103/4230620.95)] = 36N/mm2；

第3道缆风绳处截面计算强度σ=36N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求! 三、缆风绳的计算

缆风绳的最大拉力F= R max/ sinθ =47.593/0.866= 54.956 kN;

缆风绳的容许拉力按照下式计算：

[F g] = aF g/K

其中[F g] ── 缆风绳的容许拉力；

F g── 缆风绳的钢丝破断拉力总和，计算中可以近似计算F g=0.5d2 ,d为缆风绳直径；

α── 缆风绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61，缆风绳分别可取0.85、0.82和0.8；

K ── 缆风绳使用安全系数，根据《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》，k=5.5；

由于缆风绳在架体四角有横向缀件的同一水平面上对称布置，计算中取：

[F g]= 54.956 kN，α=0.85 ，K= 5.5,得到：

d =( 2×K×[F g] /α )0.5 =( 2×5.5×54.956 / 0.85 )0.5= 26.7 mm ；

缆风绳最小直径必须大于26.7 mm才能满足要求!

四、井架基础验算

1、井架基础所承受的轴向力N计算

N= G + N q +S＋∑T(i)＋∑R(i)ctgθ=28.15 + 36.6 +28.71＋28.2＋102.82

×ctg60o=181.03 kN；

井架单肢型钢所传递的集中力为：F＝N/4 = 45.257 kN ；

2、井架单肢型钢与基础的连接钢板计算

由于混凝土抗压强度远没有钢材强，故单肢型钢与混凝土连接处需扩大型钢与混凝土的接触面积，用钢板预埋，同时预埋钢板必须有一定的厚度，以满足抗冲切要求。预埋钢板的面积A0计算如下：

A0=F/f c=45.257×103/11.900= 3803.096 mm2；

3、井架基础计算

单肢型钢所需混凝土基础面积A计算如下：

A＝F/f a=45.257×103/(100.0×10-3)= 452568.468 mm2；

单肢型钢混凝土基础边长:a=452568.4681/ 2＝672.732 mm；

4.配筋计算

井架单肢型钢混凝土基础计算简图相当于一个倒梯梁，其板底最大弯矩按下式计算：

M = ql2/2

式中：M --井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处的弯矩设计值；

l --井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处至基底边缘的距离，取l = a/2＝336.366 mm；

q --相应于荷载效应基本组合时的基础底面地基土单位面积净反力，取q=100.000×336.366×10-3= 33.637 kN/m；

经过计算得M= 0.5×33.637× (336.366×10-3) 2＝1.903 kN·m；

依据《混凝土结构设计规范》，板底配筋计算公式如下:

A s= M/(γs h0f y)

αs= M/(α1f c bh02)

δ = 1-(1-2αs)1/2

γs = 1-δ/2

式中，αl --当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

f c -- 混凝土抗压强度设计值，查表得fc= 11.900 kN/m2；

h o --承台的计算高度，h o=400-20=380 mm。

经过计算得：

αs= 1.903×106/(1.000×11.900×672.732×3802)=0.002；

ξ=1-(1-2×0.002)0.5= 0.002；

γs=1-0.002/2= 0.999；

A s=1.903×106/(0.999×380×300.000)= 16.706 mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

672.732×400×0.15%=403.639mm2。

故取A s=403.639mm2。

5、构造要求

井架四个单肢型钢混凝土基础间配置通长筋,中间必须用相同等级的混凝土浇筑成整体混凝土底板。

（二）顶板承载能力验算

因物料提升机的基础设置在地下室顶板上，故要对该处顶板承载能力进行验算如下：

一、基础承载力计算

荷载设计值（动载取1.25的动力系数）：

P=1.2*（18.15+28.71+36.6）+1.2*4.35*2.1*0.4*25+1.4*1.25*10

=227.27KN

g=P/A=227.27/（4.35*2.1）=24.88KN/m2