矿山井架设计
煤炭工程
２００７年第４期
称井架规范）的实施，结束了井架设计不规范的状况，对提高井架设计质量起重要作用。在学习贯彻规范的过程中，笔者对某些条文有不同的看法。
１）井架规范第５．３．２条规定：工作荷载组合的水平变
形值应控制在∥１０００以内。笔者认为此规定过严，会增加
钢井架的耗钢量。《高层民用建筑钢结构技术规程》ＪＧＪ
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—９８第５．５．１条规定：结构在风荷载作用下，顶点侧移不宜超过建筑高度的１／５００，层间侧移不宜超过楼层高度的１／４００。钢结构房屋与钢井架相比，前者是建筑物，后者构筑物。两者结构型式不同，受力不同，但控制变形值的原则应该是一样的：在平常的荷载组合作用下能正常使用、正常工作；在特殊的荷载组合作用下不致于失稳倒塌。房屋平常荷载最不利的是风荷载组合，特殊荷载是地震作用组合。钢井架平常荷载是工作荷载组合，特殊荷载是断绳荷载组合或地震作用组合，两者不会同时发生。
上述两规范控制的变形值都是在平常的荷载组合作用下的变形值。钢井架的日是井架上天轮高度，单斜撑牛腿
端部与立架顶铰接，此处高度一般大于或等于２肜３。按
２月ｒ／３折算立架顶点侧移不能超过立架高度的ｌ／６６７，比房屋顶点侧移１／５００还要严格。与房屋相比，正常工作时钢井架上一般没有人、没有精装修、没有精密仪器，如果两者在同样的高度上，发生同样的水平位移，房屋里的人能正常生活，为什么井架不能正常工作？笔者认为钢井架水平变形值可比房屋放宽。
２）井架规范第５．４．１条之２规定：在工作荷载组合作用下，斜撑柱基础与立架柱基础之间沉降差容许值宜控制在∥１０００以内。笔者认为此规定太严格，难以达到。立架柱一般落在井颈上，而井颈往往与井筒连成一体，因此立架柱基础沉降量非常非常小。而斜撑柱基础一般落在土层上，并且距离提升机房不远，基础面积受限，沉降量大，很难满足上述沉降差要求。
《建筑地基基础设计规范》ＧＢ５０００７—２００２第５．３．４条：建筑物的地基变形允许值，多层和高层建筑的整体倾斜：２４ｍ＜日。≤６０ｍ为０．００３（１／３３３）；高耸结构基础的倾斜：２０ｍ＜昱。≤５０ｍ为０．００６（１／１６７）；５０ｍ＜嚣，≤ｌ∞ｍ为０．００５（１／２００）。规范还强调：地基变形允许值应根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。钢井架属于高耸结构，并且立架与斜架为铰接，对地基变形的适应能力较强，基础沉降差引起的倾斜应比其它高耸结构更宽松。对钢井架基础沉降差控制过严，一方面一般地基达不到，另一方面也没有必要。
钢井架属于特种结构，斜撑柱与基础铰接，斜撑柱对基础产生很大的水平推力，抗滑移便成为基础设计的难题。单靠基础自重和上覆土重来抗滑移，势必使基础做得又大又深，容易与提升机房基础相碰或基底高差过大。解决斜撑柱基础滑移问题另有两种方法：①把基础底面做成斜面，与挡土墙抗滑移原理相同；②斜撑柱基础与提升机基础用
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万
方数据抗压地梁相连，使水平推力互相抵消，联合抗滑移。
４钢材的选用
钢井架与钢结构房屋不同，钢井架是承受动力荷载的纯钢钢结构。钢材用量直接影响井架的经济指标，减少钢材用量、好钢用在刀刃上，是钢井架实现安全可靠经济合理的关键问题。要做到既节省钢材，又确保安全，一方面设计要精打细算，反复计算，反复调整构件截面和布置；另一方面要在钢材的选用上另找出路。
以往设计的钢井架，除了牛腿联系铰采用４５号高强钢外，其它构件一律采用Ｑ２３５碳素结构钢。笔者认为将钢井架中钢板焊接的构件改用Ｑ３４５低合金高强度结构钢，既省钢又安全。
钢井架中型钢或型钢组合的构件，一般只用在立架桁架的腹杆及平台梁等次要构件上。其它受力构件都采用钢板焊接，这些构件的用钢量占整个钢井架的用钢量８０％以上。Ｑ３４５与Ｑ２３５相比，屈服强度提高４５％左右，故采用Ｑ３４５比Ｑ２３５可节约钢材３０％左右。若钢井架８０％的钢材采用Ｑ３４５，整个钢井架可节约钢材约２４％左右。但钢井架各构件不完全由强度控制，有些构件受刚度控制，有些构件要满足构造要求，构件截面尺寸板厚等不能按强度比例缩小。估计钢井架钢板焊接的构件采用Ｑ３４５，可节约钢材１５％～２０％。型钢依然采用Ｑ２３５碳素结构钢，是因为这些构件受力不大，用量不多，定型产品供应充足。
钢井架的天轮支承梁、防撞梁、托罐梁等构件直接承受冲击力，其钢材不仅需要强度高，并且需要冲击韧性好，而不至于脆性破坏。Ｑ３４５与Ｑ２３５相比，不仅强度高，而且冲击韧性好。Ｑ３４５的综合性能比Ｑ２３５好，在我国已有几十年的工程实践经验，所以钢板焊接的构件采用Ｑ３４５更安全。
钢井架还有一个特点，大部分处于外露环境中，因此钢材等级要根据结构工作温度来选择。钢井架的斜架、立架柱、防撞梁、托罐梁、安装梁等主要构件，都需要在工作温度下保证一定的冲击韧性。所以选用Ｑ３４５等级Ｂ、ｃ、Ｄ、Ｅ的低合金高强度结构钢是合适的。
５建议
钢井架是矿井地面主要的构筑物，对整个矿井的生产起着重要作用。钢井架属特种结构，与一般民用建筑有所不同。设计中有很多技术问题需要不断探索、不断改进、不断创新。论文对《煤矿提升井架设计规范》ＭＴ／Ｔ
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—２００３中某些条文发表了不同看法，仅仅是个人见解，供读者讨论。参考文献：
［１］
钢结构设计手册上册（第三版）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００４．
（责任编辑马光辉１