办公楼工程垂直运输井架设计书
井架的截面轮廓尺寸为1.60×2.00米。主肢角钢用L75×8；缀条腹杆用L60×6。
1、荷载计算：
为简化计算，假定在荷载作用下只考虑顶端一道缆风绳起作用，只有在风荷载作用下才考虑上下两道缆风绳同时起作用。
①吊篮起重量及自重：
KQ2=1.20×1000=1200kg。
②井架自重：
参考表2—67，q2=0.10t/m，28米以上部分的总自重为：
Nq2=（40—28）×100=1200kg。
20米以上部分的总自重为：
Nq1=20×100=2000kg。
③风荷载：
W=W0K2KβAF（kg/m2）式中。
基本风压W0=25kg/m2。
风压高度变化系数KZ=1.35（风压沿高度是变化的，现按均布计算，风压高度变化系数取平均值）；。
风载体型系数K，根据《工业与民用建筑结构荷载规范》表12，K=Kp（1+n）=1.3（1+η），挡风系数φ=ΣAc/AF（Ac为杆件投影面积；AF为轮廓面积）。当风向与井架平行时，井架受风的投影面积ΣAc=[0.075×1.40(肢杆长度)×2（肢杆数量）+0.06×2（横腹杆长度）+0.06×2.45（斜腹杆长度）]×29（井架为29节）×1.1（由节点引起的面积增值）=15.13m2，井架受风轮廓面积AF=Hh=40.6×2.0=81.2m2（H为井架高度，h为井架厚度）。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。
风振系数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。
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风载：
q=1740/40.6=43kg/m。
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。
井架受风轮廓面积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。
计算荷载时，根据《工业与民用建筑结构荷载规范》表12，当风从对角线方向吹来时，对单肢杆件的钢塔架要乘系数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风载：
q，=2590/40.6=64kg/m。
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.
T2=n.qL2/8f。
式中:n———缆风绳根数，一般为4根；。
q———缆风绳自重，当直径为13—15mm时，q=0.80kg/m；。
L———缆风绳长度（L=H/cosr,H———井架高度，r———缆风绳与井架夹角）。
f———缆风绳垂度，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（对井架来说，4根缆风绳的水平分力相互抵消）。
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。
在风荷载作用下，考虑井架顶部及20.60米处上、下两道缆风绳皆起作用，故整个井架可近似按两等跨连续梁计算。
顶端缆风处：水平分力T4H=0.375q,L=0.375×64×20=480kg，
中间缆风处：水平分力T5H=1.25q，L=1.25×64×20=1600kg。
E、摇臂杆轴力N0及起重滑轮组引出索拉力S1对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。
Nv2=S1=2100kg。
G、提升吊篮的引出索拉力S2对井架的压力：
Nv3=S2=f0KQ2=1.06×1.20×1000=1280kg。
2、内力计算:。
①轴力：
N0=KQ2+Nq2+T1v+T2v+T3v+T4v+Nv1+Nv2+Nv3。
=1200+1200+1340+520+408+480+835+2100+1280。
=9360kg。
ND=KQ2+Nq1+T1v+T2v+T3v+T4v+T5v+Nv1+Nv2+Nv3。
=1200+2000+1340+520+408+480+1600+835+2100+1280。
=11760kg。
②弯矩:。
考虑上、下两道缆风绳同时起作用，因而近似的按两跨连续梁计算（忽略上、下缆风绳支点处位移不同的影响）。
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。
此时只考虑顶端的缆风绳起作用。
M02=（T1H—T3H）×12+（T1v+T3v+Nv1+NV2）×2.55/2。
=(1380—408)×12+(1340+408+835+2100)×1.28。
=11800+6000。
=17800kg—m。
ND2=（T1H—T3H）×20—NH1×8+（T1v+T3V+Nv1+Nv2）×2.55/2。
=(1380—408)×20—1450×8+(1340+408+835+2100)×1.28。
=19440—11600+6000。
=13840kg—m。
所以，井架O截面的总弯矩：M0=M01+M02=1150+17800=18950kg—m。
井架D截面的总弯矩：MD=MD1+MD2=3200+13840=17040kg—m。
查型钢特性表得：
主肢：∟75×8A0=11.50cm2,4A0=46cm2,Z0=2.15cm2,Ix=Iy=60cm4,。
Imin=25.30cm4,rmin=1.48cm。
缀条：∟60×6A0=6.91cm2,Ix=23.30cm4,Z0=1.70cm2,rx=1.84cm,。
Imin=9.76cm4,rmin=1.19cm。
井架的总惯矩：
y—y轴：
Iy=4[Iy+A0（Bz1/2—Z0）2]。
=4[60+11.50(160/2—2.15)2]。
=279000cm4。
X—X轴：Ix=4[Ix+A0（Bz2/2—Z0）2]。
=4[60+11.50(200/2—2.15)2]。
=440000cm4。
y,—y,轴和x,—x,轴：
I，y=I，x=Ix×cos2450+Iy×sin2450。
=440000×0.7072+277000×0.7072。
=221000+140000。
=361000cm4。
井架的总惯矩以Iy=279000cm4最小，截面验算应采用Iy进行验算。
㈡井架的整体稳定验算：（计算轴力、弯矩时，风荷载是按井架对角线方向考虑的，故偏于安全）。
①、O截面：N0=9360kg、M0=18950kg—m.
井架的长细比：λy=L0/√Iy/4A0=4060/√279000/46=51.8。
井架的换算长细比：λ0=√λ2y+40.A/A1=√51.82+40×46/2×6.91。
=53.0。
相对偏心率：ε=M0/N0.A/W=1895000/9360×46/279000/160/2=2.68。
查《钢结构设计规范》附录表21，得稳定系数ωpg=0.257。
所以，σ0=N0/ωpgA=9360/0.257×46=792kg/cm2[σ]=1700kg/cm2。
②、D截面：ND=11760kg,MD=17040kg—m.
λ0=53.0。
ε=MD/ND.A/W=1704000/11760×46/279000/160/2=1.89。
查得：ωpg=0.321。
所以，σD=ND/ωpgA=11760/0.321×46=796kg/cm2[σ]=1700kg/cm2。
沿井架对角线方向，由于I，x=I，yIy,偏于安全，不再验算。
①．O截面的主肢角钢验算：N0=9360kg、M0=18950kg—m.
=9360/4+1895000/255。
=2340+7420。
=9760kg。
已知主肢角钢的计算长度L0=1.40m。∟75×8的rmin=1.48cm。
λ=L0/rmin=140/1.48=94。
由《钢结构设计规范》附录四附表16查得稳定系数ω=0.644。
所以，σ=N/ωA0=9360/0.644×11.50=1270kg/cm2[σ]。
ND=11760kg、MD=17040kg—m。
主肢角钢的轴力：N=ND/4+ND/255=11760/4+1704000/255。
=2940+6680=96。
20kg。
ω=0.644所以，σ=N/ωA0=9620/0.644×11.50=1300kg/cm2[σ]。
③、缀条验算：
O截面的剪力：按《钢结构设计规范》第43条：Q=20A=20×60=920kg。
按内力分析：考虑两道缆风绳均起作用，所以，
Q=T3H+q,×12+NH1—T1H。
=408+64×12+1450—1380。
=1246kg。
取计算剪力为Q=1246kg。
缀条的内力：N=Q/2cosa=1246/2×200/245=763kg。
缀条的计算长度L0=245cm，rmin=1.19。
所以，计算长度λ=L0/rmin=245/1.19=206。
查得稳定系数ω=0.170，所以，
σ=N/ωA=763/0.170×6.91=645kg/cm2[σ]，满足要求。
3、结论：