矿山井架设计标准 GB50385-2018
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4.2 荷载组合

4.2.1  井架应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态,分别进行荷载效应组合,并应取最不利的效应组合进行设计。

4.2.2  对于承载能力极限状态,应按荷载效应基本组合或偶然组合进行荷载效应组合,设计计算应符合下列规定:

    1  工作荷载基本组合取值应满足下式要求:

    2  偶然组合取值应符合下列规定:

      1)  断绳、防坠制动荷载组合取值应满足下式要求:

      2)  地震作用组合取值应满足下式要求:

    式中:γ0——结构重要性系数,应取1.1;

          S——荷载效应组合的设计值;

          R——结构构件承载力的设计值;

          γRE——承载力抗震调整系数,应符合现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191的规定。

4.2.3  对于提升工作荷载效应控制的基本组合,荷载效应组合的设计值S,应按下式计算:

    式中:γG——永久荷载的分项系数;

          γQi——第i个可变荷载的分项系数,其中γQ1为可变荷载Q1的分项系数;

          γW——风荷载的分项系数;

          SGk——永久荷载标准值Gk计算的荷载效应;

          SQik——可变荷载标准值Qik计算的荷载效应,其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者;

          SWk——风荷载标准值Wk,计算的荷载效应;

          ψCi——第i个可变荷载Qi的组合值系数;

          n——参与组合的可变荷载数。

    注:基本组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。

4.2.4  对于偶然组合,荷载效应组合的设计值S,应按下列规定取值:

    1  断绳、防坠制动荷载效应控制的组合,应按下式计算:

    2  地震作用效应控制的组合,应按下式计算:

    式中:γG——重力荷载分项系数;

          γL——提升工作荷载分项系数;

          γEh、γEV——分别为水平、竖向地震作用分项系数;

          γw——风荷载分项系数;

          SGE——重力荷载代表值计算的效应;

          SLK——提升工作荷载计算的效应;

          SEhk——水平地震作用标准值计算的效应;

          SEVk——竖向地震作用标准值计算的效应;

          SWk——风荷载标准值计算的效应;

          ψw——风荷载组合值系数,井架总高度小于或等于60m时应取0;井架总高度大于60m时应取0.2。

4.2.5  承载能力极限状态下,荷载效应组合的分项系数和组合值系数取值,应符合表4.2.5的规定。

表4.2.5  井架荷载效应组合的分项系数和组合值系数

    注:1  括号中所列数字为组合值系数;

           2  当竖向荷载效应(提升工作荷载不属于竖向荷载)对结构承载能力有利时,相应分项系数应取1.0。

4.2.6  承载能力极限状态下,地震作用效应组合的分项系数和组合值系数取值,应符合表4.2.6的规定。

表4.2.6  井架地震作用效应组合的分项系数和组合值系数

    注:1  括号中所列数字为组合值系数;

           2  当竖向荷载效应(提升工作荷载不属于竖向荷载)对结构承载力有利时,相应分项系数可取1.0。

4.2.7  正常使用极限状态下,应根据不同的设计要求,采用荷载标准组合和准永久组合进行计算,其变形、裂缝的计算值,不应超过相应的规定限值,并应满足下式要求:

    式中:C——结构或构件达到正常使用要求的规定限值。

4.2.8  对于标准组合和准永久组合,荷载效应组合的设计值S,可按下列规定确定:

    式中:ψqi——第i个可变荷载Qi的准永久值系数。

4.2.9  正常使用极限状态下,荷载效应组合的组合值系数和准永久值系数取值,应符合表4.2.9的规定。

表4.2.9  井架荷载效应组合的组合值系数和准永久值系数

    注:括号中所列数字为准永久值系数。

4.2.10  起重架安装荷载、罐道梁工作荷载、凿井提升工作荷载、防撞梁荷载、缓冲装置荷载和托罐荷载的分项系数可取1.3。

4.2.11  对设有两台提升机的井架,应只计算其中一台提升机断绳,另一台提升机应为正常工作。

条文说明

4.2.1  井架作为矿山提升系统中的重要建筑物,在确定其荷载效应时,应对所有可能同时出现的荷载加以组合,求得组合后在井架结构中的总效应。考虑井架所受荷载的变化性质,包括出现与否和不同的作用方向,可以产生多种作用下的组合,还必须在所有可能组合中取其中最不利的一组作为设计依据。本条为强制性条文,必须严格执行。

4.2.2  井架的承载能力极限状态既要满足工作荷载组合的要求,还要满足偶然组合下的要求,特别是断绳、防坠制动荷载组合下井架不致破坏、倾覆、倒塌。井架的安全等级为一级,根据现行国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》GB 50153的规定,对持久设计状况和短暂设计状况,安全等级为一级的结构,结构重要性系数为1.1。本条为强制性条文,必须严格执行。

4.2.4  井架作为矿山提升系统中最关键的构筑物,其受力特点是提升过程中的偶然荷载起控制作用,断绳、防坠制动荷载远远大于正常提升的工作荷载,所以对井架的设计应严格控制断绳、防坠制动荷载组合下井架的计算分析,确保井架在偶然荷载事故状态下的安全。

    断绳、防坠制动荷载是偶然荷载,偶然荷载特点是概率很小,一旦出现,量值很大,具有很大的破坏作用。偶然荷载标准值的确定一般带有主观和经验的因素,所以表达式中不再考虑荷载分项系数。偶然荷载属于小概率事件,两种不相关的偶然事件同时发生的概率更小,所以不必同时考虑两种或两种以上偶然荷载。

    本条为强制性条文,必须严格执行。

4.2.5  井架的受力状况很复杂,在荷载效应组合的计算中,分项系数和组合值系数应根据荷载不同的变异系数和荷载的具体组合情况以及与抗力有关的分项系数的取值水平等因素确定,以使在不同设计情况下结构可靠度趋于一致,保证井架设计安全。

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