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矿山提升井塔设计规范[附条文说明]GB51184-2016

 前言

中华人民共和国国家标准

矿山提升井塔设计规范

Code for design of mine winding tower

GB 51184-2016

主编部门:中国煤炭建设协会

批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期:2017年4月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1268号

住房城乡建设部关于发布国家标准《矿山提升井塔设计规范》的公告

现批准《矿山提升井塔设计规范》为国家标准,编号为GB 51184-2016,自2017年4月1日起实施。其中,第1.0.4、8.1.4、8.1.5、8.2.8条为强制性条文,必须严格执行。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2016年8月18日

前言

本规范是根据住房城乡建设部关于印发《2013年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》(建标[2013]6号)的要求,由煤炭工业合肥设计研究院会同有关单位共同编制完成。

本规范在编制过程中,编制组进行了广泛的调查,吸收了多年来的工程设计及实践经验,并在全国范围内广泛征求了设计、勘察、科研、教学等单位和专家、学者的意见,经多次讨论、修改和完善,最后经审查定稿。

本规范共分8章和1个附录,主要内容包括:总则、术语和符号、布置与选型、结构荷载、结构计算、构造、地基与基础、抗震设计等。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。

本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,中国煤炭建设协会负责日常管理工作,煤炭工业合肥设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中。请各单位注意总结经验,积累资料,随时将有关意见或建议反馈给煤炭工业合肥设计研究院《矿山提升井塔设计规范》编制组(地址:安徽省合肥市阜阳北路355号,邮政编码:230041;传真:0551-65534874;E-mail:xionghui3000@163.com),以供今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:

主编单位:中国煤炭建设协会勘察设计委员会

煤炭工业合肥设计研究院

参编单位:中煤邯郸设计工程有限责任公司

中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司

北京三磊建筑设计有限公司

中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司

中国瑞林工程技术有限公司

主要起草人朱晓辉 闫红新 王勇 周家英 黄通才 付文好 柯文改 熊辉 宋中扬 侯国文 邵一谋 任爱国 路中科 杨如曾 关家祥 魏利金 朱颂华 李大浪 牟洪 张明振

主要审查人:王志杰 张长安 李丁 董继斌 孙祥 刘红叶

1总则

1      

1.0.1  为规范矿山提升井塔设计,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规范。

▼ 展开条文说明

1.0.2  本规范适用于新建、改建、扩建矿山钢筋混凝土结构提升井塔、钢结构提升井塔的设计。

▼ 展开条文说明

1.0.3  新建井塔结构设计使用年限应与矿井生产服务年限相适应。

▼ 展开条文说明

1.0.4  井塔结构安全等级应为一级。

▼ 展开条文说明

1.0.5  井塔抗震设防类别应为重点设防类。

▼ 展开条文说明

1.0.6  井塔的生产类别应与提升物料种类相适应,井塔耐火等级不应低于二级。

▼ 展开条文说明

1.0.7  井塔设计应与施工、生产工艺紧密结合,选择合理的结构方案。

▼ 展开条文说明

1.0.8  矿山提升井塔设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

▼ 展开条文说明

2术语与符号

2.1 术语

2 术语与符号

2.1

2.1.1 摩擦轮 friction winder

设置在井塔大厅层,用于悬挂钢丝绳,由摩擦传动提升重物的滚轮。

2.1.2 防撞梁 bumper beams

提升容器过卷后防止冲撞井塔结构的构件。

2.2 符号

2.2

2.2.1 荷载、荷载效应及系数:

Ak——偶然荷载标准值;

C——结构或构件达到正常使用要求的规定限值;

Gk——永久荷载标准值;

Qk——可变荷载标准值;

Rd——结构构件抗力的设计值;

Sd——荷载效应组合设计值;

SA1k、SA2k——第1个、第2个偶然荷载效应标准值;

SGk——永久荷载效应标准值;

SQk——可变荷载效应标准值;

SWk——风荷载效应标准值;

Smax——提升钢丝绳的最大静张力;

T——摩擦轮一侧钢丝绳断绳荷载;

γ0——结构重要性系数;

γG——永久荷载的分项系数;

γQ——可变荷载的分项系数;

γEH、γEV——水平、地震作用分项系数;

γw——风荷载的分项系数;

ψC——可变荷载的组合值系数;

ψQ——可变荷载的准永久系数。

2.2.2 几何参数:

H1——摩擦轮中心高度;

H2——提升机大厅的高度;

R1——摩擦轮半径;

R2——导向轮半径;

θ——钢丝绳与铅垂线之间的夹角。

2.2.3 其他:

a——提升加速度;

g——重力加速度;

f——运行阻力系数。

3布置与选型

3.1 平面布置

3  布置与选型

3.1  平面布置

3.1.1  井塔平面布置应包括下列主要内容:

   1  提升机大厅平面布置;

   2  导向轮层平面布置;

   3  底层平面布置。

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3.1.2  提升机大厅平面布置应符合下列要求:

   1  提升机、电动机等设备运转部分与墙面的距离不应小于1.5m;提升机、电动机端部与墙面的距离应由工艺专业确定;

   2  提升机、电动机等设备固定部分与墙面的距离不应小于1.2m;

   3  应设置电动桥式吊车;

   4  操控室宜布置在大厅层,操控室应封闭、隔音;

   5  设备安装检修场地应布置在主要设备附近。

▼ 展开条文说明

3.1.3  导向轮层宜设于提升机大厅的下一层。

▼ 展开条文说明

3.1.4  底层平面布置应符合下列要求:

   1  箕斗不宜存放在井塔内;

   2  信号室应布置在进车侧,空气加热室应留出风道口;

   3  井口周围应设安全栏杆,且高度不应小于1.2m;

   4  主井受料仓及矿物运输出口位置应由工艺专业确定。

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3.1.5  井塔内应设一个疏散楼梯,楼梯间可不封闭;可采用宽度不小于800mm,且坡度不大于60°的金属工作梯兼作疏散楼梯。

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3.1.6  井塔内宜设客货两用电梯,其载重量不宜小于1000kg;电梯宜布置在塔内。

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3.1.7  吊装孔净尺寸不应小于起吊最大件设备外形尺寸每侧加100mm;吊装孔的布置应符合下列要求:

   1  塔内吊装时,吊装孔宜设置在各层同一位置,且不宜设置在井塔角部;吊装孔应设盖板或活动栏杆;

   2  塔外吊装时,吊装孔宜设置在井塔悬挑结构的楼板上,并应设盖板,在寒冷地区盖板应加铺保温层;

   3  侧墙吊装时,吊装孔宜设置在井塔壁板上;吊装孔应安装保温及气密性能好的内开大门,且应在大门外侧加设活动栏杆。

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3.2 竖向布置

3.2  竖向布置

3.2.1  摩擦轮中心高度H 1(图3.2.1)应按下式计算:

   式中:h1——罐笼提升时,为井口至出车轨面的高度;箕斗提升时,为井口至箕斗卸载闸门卸载口的高度,应由工艺专业确定;

         h2——罐笼出车轨面或箕斗卸载闸门卸载口至其本体上框梁顶面的高度;

         h3——提升容器在正常卸载位置时,容器上框梁顶面至防撞梁底面的高度,应由工艺专业确定;

         h4——防撞梁底面至导向轮中心的高度,应由工艺专业确定;

         h5——导向轮中心至摩擦轮中心的高度,应由工艺专业确定;

图3.2.1  摩擦轮中心高度

h2′——提升容器本体上框梁顶面至悬挂装置绳卡上缘的高度,应由工专业确定;R1——摩擦轮半径;R2——导向轮半径。

3.2.2  提升机大厅高度H2(图3.2.2)的确定,应符合下列要求:

   1  提升机大厅高度应按下式计算:

   式中:d1——提升机基础台的高度;

         d2——吊车起吊高度,可取200mm~500mm;

         d3——提升机摩擦轮闸盘直径,应由工艺专业确定;

         d4——吊车取物装置计算高度,应由工艺专业确定;

         d5——吊车要求高度;

         d6——吊车顶面与屋面构件底面间的净空,可取400mm。

图3.2.2  提升机大厅高度

   2  电梯间、楼梯间位于吊车行走范围时,吊车最下凸出部分与电梯间、楼梯间最高点之间净距不应小于200mm。

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3.2.3  导向轮层高度的确定应符合下列要求:

   1  导向轮顶点至安装起吊梁底的高度不宜小于1.5m;

   2  钢丝绳罐道悬挂装置设于导向轮层时,导向轮层层高应满足钢丝绳罐道悬挂装置安装、检修和更换要求。

▼ 展开条文说明

3.2.4  井塔底层高度应满足安装和更换提升容器要求。

▼ 展开条文说明

3.2.5  其他无特殊要求的中间各楼层层高宜相近。

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274'>《矿山提升井塔设计规范[附条文说明]》GB 51184-2016

8.2 计算要点

8.2  计算要点

8.2.1  井塔应进行多遇地震作用下的内力和变形分析,可假定结构与构件处于弹性工作状态,内力和变形分析可采用线性静力方法或线性动力方法。

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8.2.2  符合下列条件之一时,井塔可不进行抗震验算,但应采取相应抗震措施:

   1  抗震设防烈度为7度时,Ⅰ、Ⅱ类场地且塔高不大于50m的钢筋混凝土筒体井塔;

   2  抗震设防烈度为7度时Ⅰ、Ⅱ类场地的钢井塔。

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8.2.3  钢筋混凝土井塔的阻尼比可采用0.05;钢井塔在多遇地震作用下阻尼比可采用0.03。在罕遇地震下的弹塑性分析,阻尼比可取0.04。

8.2.4  井塔应按两个主轴方向分别进行水平地震计算;抗震设防烈度为9度时,井塔应计算竖向地震作用。水平地震作用计算时,宜采用振型分解反应谱法,计算模型应符合下列要求:

   1  钢筋混凝土筒体井塔可选择空间杆-薄壁杆系、空间杆-墙板元及其他组合有限元等计算模型;

   2  框架结构及钢框架-支撑结构井塔应采用空间杆系模型。

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8.2.5  抗震设防烈度为9度时,井塔应进行弹塑性变形验算。

8.2.6  抗震设防烈度为7度,Ⅲ、Ⅳ类场地和抗震设防烈度为8度时,井塔宜进行弹塑性变形验算。

8.2.7  钢结构井塔水平地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的10%时,应计入重力二阶效应的影响。

8.2.8  地震作用计算时,井塔的重力荷载代表值应符合下列要求:

   1  结构、放置在楼层上的设备、固定在井塔上的套架及刚性罐道等,应采用自重标准值的100%;

   2  楼面可变荷载组合值系数按实际情况计算时,应取1.0;按等效均布荷载计算时,应取0.5;

   3  屋面雪荷载组合值系数应取0.5;

   4  矿仓贮料荷载的组合值系数应取满仓贮料时的0.8。

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8.2.9  钢筋混凝土筒体结构井塔在水平地震作用下,提升机大厅以下任一层框架柱承受的总地震剪力,不应小于井塔底层总地震剪力的10%和与按筒体、框架计算的框架部分最大层剪力的1.5倍二者的较小值。该层各柱的剪力上、下两端弯矩以及与该层柱相连的框架梁两端弯矩和剪力,均应按同比例做相应调整。

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8.2.10  钢框架-支撑结构井塔在水平地震作用下,提升机大厅以下任一层框架柱承受的总地震剪力,不应小于井塔底层总地震剪力的25%和与框架部分计算最大层剪力的1.8倍二者的较小值。该层各柱的剪力上、下两端弯矩,以及与该层柱相连的框架梁两端弯矩和剪力,均应按同比例做相应调整。

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8.2.11  采用井颈基础的井塔,抗震计算时宜计入井塔、井筒和土的相互作用。不按相互作用进行抗震计算且为Ⅲ类场地时,应将计算的水平地震作用标准值乘以1.4的增大系数。

▼ 展开条文说明

8.3 抗震构造措施

8.3  抗震构造措施

8.3.1  钢筋混凝土结构筒体井塔壁板设计,应符合下列要求:

   1  壁板应采用双层配筋,壁板竖向和横向钢筋的配筋率均不应小于0.25%;

   2  壁板竖向钢筋直径不宜小于12mm,间距不应大于250mm;横向钢筋直径不宜小于8mm,间距不应大于250mm。竖向和横向钢筋直径不宜大于壁板厚度的1/10;横向钢筋宜配置于竖向钢筋的外侧;双层钢筋之间的拉筋间距不宜大于500mm,直径不应小于6mm;

   3  壁板开有边长小于800mm的小洞口且在结构整体计算中不考虑其影响时,洞口每侧加强钢筋面积不应小于被洞口切断的钢筋面积的1/2且不应小于214,钢筋锚固长度不应小于Lae,且不应小于600mm;

   4  壁板洞口高或宽大于800mm时,洞口两侧应设置边缘构件,洞口上下侧宜设连梁;

   5  壁板洞口宽度大于4m或大于该壁板宽度的1/3时,洞口两侧应设置加强肋,加强肋应贯通全层;洞口上部应设置连梁;洞口不在井塔底部时,洞口下部也应设置连梁。加强肋应按框架柱的要求配置纵向钢筋和箍筋,钢筋面积除应满足计算要求外,尚应满足抗震结构边缘构件的配筋要求。加强肋中纵向钢筋上、下端应锚入楼层梁板或基础中,锚入长度不应小于Lae,且不应小于600mm;锚固范围内均应配置加密箍筋;

   6  连梁应符合框架梁配置要求,其配筋应符合计算要求和构造要求,锚固长度不应小于Lae且不应小于600mm;连梁两侧应配置直径不小于10mm、间距不大于200mm的腰筋,壁板的横向钢筋宜作为连梁的腰筋在连梁范围内配置;连梁纵向钢筋在锚固范围内应按加密区要求配置箍筋。

▼ 展开条文说明

8.3.2  楼面主梁不应支承在壁板的连梁上。

8.3.3  壁板在楼盖处应设置暗梁,暗梁宽度可与墙厚度相同,高度不宜小于墙厚度的2倍及400mm的较大值。井塔底层扶壁柱和框架柱的加密区长度应取柱的全高。

8.3.4  钢井塔节点应选用焊接或高强度螺栓连接;对重要的连接与拼接,应选用栓焊混合连接。

▼ 展开条文说明

8.3.5  钢井塔的刚接柱脚宜采用埋入式,也可采用外包式;抗震设防烈度为6度、7度且高度不超过50m时,也可采用外露式。

8.3.6  钢井塔主要构件的长细比不宜大于表8.3.6的规定。

表8.3.6  钢井塔主要构件的长细比

   注:表中数值适用于Q235钢,采用其他牌号钢材时,应乘以

 附录A钢筋混凝土井塔第一自振周期经验公式

附录A  钢筋混凝土井塔第一自振周期经验公式

A.0.1  钢筋混凝土筒体井塔经验公式,可按下式计算:

   式中:T1——第一自振周期(s);

         H——从地面算起至檐口的井塔高度(m);

         B1——与计算地震力相平行方向的井塔外缘宽度(m)。

▼ 展开条文说明

A.0.2  钢筋混凝土框架井塔经验公式,可按下式计算:

   式中:B2——与计算地震力相平行方向的框架柱外缘宽度(m)。

 本规范用词说明

本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

1)表示很严格,非这样做不可的:

正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:

正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:

正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

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