龙门架(单柱)计算书
阳江项目工程；工程建设地点：；属于结构；地上0层;地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。
本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ 88-92）、《建筑结构荷载规范》(GB5009－2001)、建《筑施工计算手册》、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等。
一、基本参数信息
1、构造参数:
龙门架立柱高度h(m)：30； 龙门架立柱宽度B(m): 0.8；
龙门架立柱间距L(m)：1.5； 每根立柱的重量Gz(kN)：12；
风荷载设计值q0(kN/m)：0.05； 卷场机固定形式：压重；
卷场机自重G(kN)：8； 重物与土的摩擦系数μ1：0.5；
卷扬机底座与土的摩擦系数μ2：0.5； A点与水平拉力作用线距离h(m)：0.45；
A点到卷扬机重心线的距离a(m)：1.5； A点到压重物重心线的距离b(m)：2.5；
吊篮重Gd(kN)：6； 额定起重量Ge(kN)：16；
钢丝绳型号：6×37； 钢丝绳直径(mm)：17.5； 承载钢丝绳分支数n：2； 材料的弹性模量E(N/mm )215； 2、缆风绳:
缆风绳与立柱夹角γ(度)：30； 缆风绳安全系数：3.5； 3、基础参数:
基础长l(m)：4； 公称抗拉强度(N/mm2)：1700；
滑轮直径D(mm)：200；
滑轮组总效率η：0.9；
缆风绳不均匀系数：0.82；
基础宽b(m)：3；
基础厚h(m)：0.5； 混凝土保护层厚度(mm) ：35；
混凝土级别：C30； 钢筋级别 ：HRB335；
二、钢丝绳和滑轮计算
提升钢丝绳最大工作拉力：
S=P/nη
其中 P - 提升荷载，P=1.4(Gd+Ge)=1.4×(6+16)=30.8kN；
n - 承载钢丝绳分支数，n=2；
η - 滑轮组总效率，η=0.9。
S=30.8/(2×0.9)=17.111kN
选择6×37钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径17.5mm。
钢丝绳的容许拉力按照下式计算：
[Fg]=αFg/K
其中 Fg ─ 钢丝绳的钢丝破断拉力总和， Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径；
α - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，α=0.82；
K - 钢丝绳使用安全系数，K=7.00。
d =( 2×K×[Fg] /α )0.5=(2×7×17.111/0.82)0.5=17.09mm
钢丝绳的直径满足要求!
钢丝绳最小直径必须大于17.09mm才能满足要求!
滑轮安全其中力：
F = D2/2
其中：D - 滑轮直径，D=200mm
得到：F=2002/2=20kN≥S=17.111kN
滑轮计算满足要求！
卷筒两端凸缘至最外层钢绳距不少于2倍绳直径；卷筒边缘必须设防止绳脱出的防护装置。卷筒与钢丝绳径比应大于等于30；滑轮直径与绳径比，低架应大于等于25，高架应小
于等于30。绳的端头连接，最少余绳量不少于3圈。
三、卷扬机计算
卷扬机底座固定压重计算
卷扬机仅受水平拉力作用，为防止绕A点倾覆,需满足下式:
Q1≥K(Sh-Ga)/b
卷扬机仅受水平拉力作用，为防止水平滑动,需满足下式:
Q1μ1+Gμ2≥S
其中 Q1 - 卷扬机压重力；
S - 钢丝绳的水平拉力，S=17.11kN；
G - 卷扬机自重力，G=8.00kN；
μ1 - 重物与土的摩擦系数，μ1=0.50；
μ2 - 卷扬机与土的摩擦系数，μ2=0.50；
h - A点与水平拉力作用线的距离，h=0.45m；
a - A点到卷扬机重心线的距离，a=1.50m；
b - A点到压重物重心线的距离，b=2.50m。
由抗倾覆需要的压重力：Q1=7×(17.111×0.45-8×1.5)/2.5=-12.04kN
由水平滑动需要的压重力：Q1=(17.111-8×0.5)/0.5=26.22kN
经计算，卷扬机底座固定压重需要26.22kN。
四、立柱受力计算
风荷载标准值应按照以下公式计算：
ωk=ω0×μz×μs×βz =0.45×1×0.13×0.7=0.04kN/m2
风荷载的水平作用力:
q0 =ωk×B=0.041×1.131=0.05kN/m;
在风荷载作用下，龙门架立杆受力：
剪力图
缆风绳受力为：R=0.521kN;
立柱所受压力：
N=1.2Gz+1.4×2(Gd+Ge)=1.2×12+1.4×2×(6+16)=76.00kN;
五、缆风绳计算
缆风绳的最大拉力：[Fg]=R/sinγ=0.521/sin30°=1.04kN
缆风绳的容许拉力按照下式计算：
[Fg] = αFg/K
其中 Fg ─ 缆风绳的钢丝破断拉力总和， Fg=0.5d2,d为缆风绳直径；
α ─ 缆风绳之间的荷载不均匀系数，α=0.82；
K ── 缆风绳使用安全系数，K =3.50；
d =( 2×K×[Fg] /α )0.5 =(2×3.5×1.042/0.82)0.5=4.22mm；
缆风绳最小直径必须大于9.30mm才能满足要求!
六、龙门架基础验算
在承台底部两个方向的弯矩：
M1 = (aˊ2/12)[(2l+B)(pmax+p-2G/A)+(pmax-p)l]
M2 = (1/48)(l-B)2(2bˊ+B)(pmax+pmin-2G/A)
式中 M1,M2 - 任意截面1-1、2-2处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；
aˊ - 任意截面1-1至基底边缘最大反力处的距离，aˊ=1.60m；
l,bˊ - 基础底面的长和宽；
pmax,pmin - 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基反力设计值，pmax=pmin=(76+180)/12=21.33kN/m2;
p - 相应于荷载效应基本组合时在任意截面1-1处基础底面地基反力设计值，p=pmax=21.33kN/m2;
G - 考虑荷载分项系数的基础自重，当组合值由永久荷载控制时，G=1.35Gk ，
Gk为基础标准自重，G=1.35×150=202.50kN;
M1=1.62/12×[(2×4+0.8)×(21.333+21.333- 2 ×202.5/12)+(21.333-21.333)×4]=16.74kN·m;
M2=(1-0.8)2/48×(2×4+0.8)×(21.333+21.333- 2 ×202.5/12)=0.07kN·m;
依据《混凝土结构设计规范》，基础底配筋计算公式如下:
αs = M/(α1fcbh02)
ζ = 1-(1-2αs)1/2
γs = 1-ζ/2
As = M/(γsh0fy)
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，αl=1.00；
fc --混凝土抗压强度设计值，fc= 14.30 kN/m2；
ho --承台的计算高度，ho=500.00-35=465.00mm。
经过计算得：
αs= 16.740×106/(1.000×14.300×3000.000×465.0002)=0.002；
ξ=1-(1-2×0.002)0.5= 0.002；
γs=1-0.002/2= 0.999；
As=16.74×106/(0.999×465×210)=171.58；
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为: 4000.00×500.00×0.15%=3000.00mm2。
故取 As=3000.000mm2。
基础的埋深与做法，应符合设计和提升机出厂使用规定。
