目 录
一、工程概况……………………………………………………………2
二、卸料平台的使用范围………………………………………………2
三、结构布置……………………………………………………………2
四、计算内容……………………………………………………………3
五、荷载计算……………………………………………………………3
(一)、参数信息……………………………………………….…….3
(二)、次梁的验算……………………………………………………5
(三)、主梁的验算……………………………………………………8
(四)、钢丝拉绳的内力验算……………………………………….12
(五)、钢丝拉绳的强度验算……………………………………….12
(六)、钢丝拉绳拉环的强度验算………………………………….14
六、操作平台安全要求……………………………………………….16
悬挑卸料平台专项施工
一、工程概况:
本工程为徐州市中心医院内科医技楼工程,地下两层:-2层4.5m,-1层5.4m,地上十四层,一层5.1m,二至三层均为4.2m,设备层为2.15m,其余楼层为3.6m。主要柱网间距为70.5m×70.5m,总高度为56.15m,总长度为58.2m,总宽度为73.1m,结构体系为框架-剪力墙体系。设计使用年限为50年,抗震设防烈度为7度,结构安全等级为二级。
建设地点:徐州市中心医院院内
建设单位:徐州市中心医院
设计单位:徐州市建筑设计研究院
监理单位:徐州菲迪克建设工程监理有限公司
二、卸料平台的使用范围:
1、卸料平台为伸出架体外围的一个钢体接料平台,主要是满足模板在施工中由于长度过长,而其它运输机械无法运输的一个过度平台,因此又叫悬挑斜拉料台。在施工中有相当的作用。
2、是高层楼宇施工过程中不可缺少的重要设施,它是把垂直运输过渡到水平运输重要的环节,为进一步贯彻《接料平台安全技术规范》,避免事故的发生。
3、料台搭设必须有足够坚固性、稳定性,保证整个施工期间和在各种气候条件下,不变形,不摇晃,确保施工人员的人身安全。
三、结构布置:
1、搭设部位
内科医技病房大楼从二层开始每层东西立面先预埋吊环,两面各布置两个,使用时层层翻;
2、卸料平台形式
卸料平台采用槽钢制作,栏杆采用Φ48X3.0mm钢管焊接,主梁18号槽钢与次梁12.6号槽钢采用满焊连接,焊缝高度为6mm;平台面采用30mm厚木板,周边用多层板密封。
3、已知条件
卸料平台主梁采用18号槽钢制作,次梁采用12.6号槽钢制作,间距为750 mm ,栏杆高度为1100mm,横向间距1200 mm,上部采用两根Φ18钢丝绳拉结。卸料平台荷载按15KN(1.5吨)计算,同时操作人员按4人计算。
四、计算内容
主杆和腹杆的抗弯、抗剪强度、变形,吊耳抗拉强度、抗剪强度,焊缝连接、Φ14钢丝绳强度验算。
五、荷载计算
(一)、参数信息:
1.荷载参数
脚手板类别:木脚手板,脚手板自重(kN/m2):0.35;
栏杆、挡板类别:栏杆、冲压钢脚手板挡板,栏杆、挡板脚手板自重(kN/m):0.11;
施工人员等活荷载(kN/m2):2.00,最大堆放材料荷载(kN):8.00。
2.悬挑参数
内侧钢绳与墙的距离(m):3.00,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):0.50;
上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):5.80;
钢丝绳安全系数K:8.00,悬挑梁与墙的节点按 铰支 计算;
预埋件的直径(mm):20.00。
只对外侧钢绳进行计算;内侧钢绳只是起到保险作用,不进行计算。
3.水平支撑梁
主梁材料类型及型号:18号槽钢槽口水平[ ;
次梁材料类型及型号:12.6号槽钢槽口水平[;
次梁水平间距ld(m):0.50,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):0.30。
4.卸料平台参数
水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):4.00,水平钢梁(主梁)的锚固长度(m):2.00, 次梁悬臂Mc(m):0.00;
平台计算宽度(m):2.50。
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(二)、次梁的验算:
次梁选择 12.6号槽钢槽口水平[ ,间距0.5m,其截面特性为:
面积 A=15.69cm2;
惯性距 Ix=391.466cm4;
转动惯量 Wx=62.137cm3;
回转半径 ix=4.953cm;
截面尺寸:b=53mm,h=126mm,t=9mm。
1.荷载计算
(1)、脚手板的自重标准值:本例采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2;
Q1=0.35× 0.50= 0.18kN/m;
(2)、型钢自重标准值:本例采用12.6号槽钢槽口水平[,标准值为0.12 kN/m
Q2=0.12 kN/m
(3)、活荷载计算
1)施工荷载标准值:取2.00 kN/m2
Q3=2.00 kN/m2
2)最大堆放材料荷载P:8.00kN
荷载组合
Q=1.2×(0.18+0.12)+1.4×2.00×0.50=1.76kN/m
P=1.4×8.00=11.20kN
2.内力验算
内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,计算简图如下:
最大弯矩M的计算公式(规范JGJ80-91,P31)为:
经计算得出: Mmax = (1.76×2.502/8)×(1-(0.002/2.502))2+11.20×2.50/4=8.37kN.m。
最大支座力计算公式:
经计算得出: R = (11.20 + 1.76×(2.50 + 2×0.00))/2 = 7.79kN
3.抗弯强度验算
次梁应力:
其中 γx -- 截面塑性发展系数,取1.05;
[f] -- 钢材的抗压强度设计值,[f] = 205.00 N/mm2;
次梁槽钢的最大应力计算值 σ =8.37×103/(1.05×62.14)=128.31 N/mm2;
次梁槽钢的最大应力计算值 σ =128.31 N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
4.整体稳定性验算
其中,φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
经过计算得到 φb=570×9.00×53.00×235/(2500.00×126.00×235.0)=0.86;
由于 φb大于0.6,按照下面公式调整:
得到 φb'=0.743;
次梁槽钢的稳定性验算 σ =8.37×103/(0.743×62.137)=181.26 N/mm2;
次梁槽钢的稳定性验算 σ =181.257 N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
(三)、主梁的验算:
根据现场实际情况和一般做法,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。
主梁选择 18号槽钢槽口水平[ ,其截面特性为:
面积 A=29.29cm2;
惯性距 Ix=1369.9cm4;
转动惯量 Wx=152.2cm3;
回转半径 ix=6.84cm;
截面尺寸,b=70mm,h=180mm,t=10.5mm;
1.荷载验算
(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,标准值为0.11kN/m;
Q1 = 0.11kN/m;
(2)槽钢自重荷载 Q2=0.23kN/m
静荷载设计值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.11+0.23) = 0.40kN/m;
次梁传递的集中荷载取次梁支座力 R;
2.内力验算
悬挑卸料平台示意图
悬挑卸料平台水平钢梁计算简图
悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN)
悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN.m)
悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm)
卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算,由矩阵位移法,从左至右各支座反力:
R[1] = 21.897 kN;
R[2] = 22.341 kN;
R[3] = -4.489 kN。
最大支座反力为 Rmax=22.341 kN;
最大弯矩 Mmax=12.059 kN·m;
最大挠度 ν=0.044 mm。
3.抗弯强度验算
其中 γx -- 截面塑性发展系数,取1.05;
[f] -- 钢材抗压强度设计值,[f] = 205.00 N/mm2;
主梁槽钢的最大应力计算值 σ =12.059×106/1.05/152200.0+1.35×104/2929.000=80.064 N/mm2;
主梁槽钢的最大应力计算值 80.064 N/mm2 小于 主梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205.00 N/mm2,满足要求!
4.整体稳定性验算
其中 φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
φb=570×10.5×70.0×235/(6000.0×180.0×235.0)=0.388;
主梁槽钢的稳定性验算 σ = 12.059×106/(0.388×152200.00)=204.26 N/mm2;
主梁槽钢的稳定性验算 σ = 204.26 N/mm2 小于 [f]=205.00,满足要求!
(四)、钢丝拉绳的内力验算:
水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算,
RCi = RUisinθi
其中 RCi -- 水平钢梁的垂直支坐反力(kN);
RUi -- 拉钢绳的轴力(kN);
θi -- 拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角;
sinθi = Sin (ArcTan (5.8/(0.5+3)) = 0.856;
根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为:RUi = RCi / sinθi;
RUi = 21.897 / 0.856 = 25.58 kN;
(五)、钢丝拉绳的强度验算:
选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度2000MPa,直径14mm。
其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN);
Fg -- 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),查
得Fg=257.5KN;
α -- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。α=0.85;
K -- 钢丝绳使用安全系数。K=8。
得到:[Fg]=27.359KN>Ru=25.575KN。
经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。
(六)、钢丝拉绳拉环的强度验算:
取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算作为拉环的拉力N为:
N=RU=25575.370N。
拉环强度计算公式为:
其中, [f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8所述在物件的自重标准值作用下,每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2,故拉环钢筋的抗拉强度设计值[f]=50.0N/mm2;
所需要的拉环最小直径 D=[25575.4×4/(3.142×50.00×2)]1/2=18.0mm。
六、操作平台安全要求:
1.卸料平台的上部拉结点,必须设于建筑物上,不得设置在脚手架等施工设备上;
2.卸料平台安装时,钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢,建筑物锐角口围系钢丝绳处应加 补软垫物,平台外口应略高于内口;
3.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏;
4.卸料平台吊装,需要横梁支撑点电焊固定,接好钢丝绳,经过检验后才能松卸起重吊钩;
5.卸料平台使用时,应有专人负责检查,发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换,焊缝脱焊应及时修复;
6.操作平台上应显著标明容许荷载,人员和物料总重量严禁超过设计容许荷载,配专人监督。
江苏江中集团有限公司
二0一一年五月四日