平面机构自由度计算例题及答案

25京华佳苑卸料平台施工 京华佳苑工卸料平台专项施工方案 编 制: 审 核: 审 批: 远通建工集团有限公司 远通建工集团有限公司 目 录 一、工程概况 ...................................................................................................................................................... 3 二、施工安排 ...................................................................................................................................................... 3 三、编制依据: ...................................................................................... 3 四、平台的选型及搭设形式.................................................................... 4 五、悬挑卸料平台计算 ........................................................................... 4 六、卸料平台制作与安装 ..................................................................... 10 七、卸料平台检查和验收 ..................................................................... 11 八、卸料平台在使用时安全规定 .......................................................... 11 九、卸料平台的重复吊装规定 .............................................................. 11 十、操作平台安全要求 ......................................................................... 12 附件1:施工组织框架图 附件2:卸料平台平面图 、卸料平台剖面图 附件3:卸料平台平面布置图 2 远通建工集团有限公司 卸料平台专项施工方案 一、 工程概况 位于老104国道和新104国道之间，南尖塔镇政府以北。 项目 数量 备注 总用地面积 67821.22? 总建筑面积 175139.83? 地上总建筑面积 135640.83? 住宅建筑面积 129990.37? 高层 70346.34? 其小高层 58277.30? 中 其廉租房 1366.73? 中 含储蓄所80?及邮政商业建筑面积 3146.46? 所80? 幼儿园建筑面积 1184? 其他配套实施建筑面积 1320? 详见配套设施一览表 地下总建筑面积 39345? 住宅地下建筑面积 11814? 高层地下建筑面积 5240? 其其中 小高层地下建筑面积 6574? 中 含人防面积约10218地下车库建筑面积 27531? ?局部采用机械停车 规划总户数 1444户 总容积率 2.0 建筑基底面积 12311? 建筑密度 18.15% 绿化率 35% 规划机动车停车数量 1501辆 地面停车率不大于住宅 1444辆 其10% 中 商业及公建配套设施 57辆 3 远通建工集团有限公司 二、施工安排 根据施工需要,拟在高层、洋房南侧南侧设置一个至三个卸料平台平台根据施工进度逐层提升详见《卸料平台平面布置图》。 三、编制依据: 1、本工程施工图纸、施工组织 2、《钢结构设计》(GB50017—2013) 3、《建筑施工安全检查》(JGJ59—2011) 4、《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012) 5、《建设施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91 6、《钢结构设计规范》GB50017-2013 7、《建筑施工手册》 四、技术参数及搭设形式 、平台的选型 1 根据本工程的特点，决定采用悬挑式卸料平台，平台尺寸:平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度为4.5米，悬挑水平钢梁间距(平台宽度)为2米。 材料选用:次梁采用,12.6号槽钢，主梁采用,16a号槽钢，次梁间距0.5米，最大堆放荷载1吨(10KN)。φ48×3.5钢管、钢丝绳、竹胶板等。 2、搭设形式 卸料平台供塔吊向主楼在施工过程中吊运装卸材料用的，特别是木方、模板、钢管等建筑材料，因此搭设采用外挑式，一端搁在主楼砼楼面上，另一端悬挑4.5米用钢丝绳斜拉在上一层楼面梁上，斜拉点固结方式采用两根3m长Φ48钢管水平固定于剪力墙上，具体位置见附图，水平钢梁与楼板压点采用Φ20圆钢拉环，拉环压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。 五、悬挑卸料平台计算 计算依据《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)和《钢结构设计规范》(GB50017-2013)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)等规范。 悬挂式卸料平台的计算参照连续梁的计算进行。 由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大，因此必须严格地进行设计和验算。 平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度4.50m，悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.00m。 4 远通建工集团有限公司 次梁采用[12.6号槽钢U口水平，主梁采用[16a号槽钢U口水平，次梁间距0.50m。 2 容许承载力均布荷载2.00kN/m，最大堆放材料荷载8.00kN。 1、次梁的计算 次梁选择[12.6号槽钢U口水平槽钢，间距0.50m，其截面特性为 243 面积A=15.69cm,惯性距Ix=391.50cm,转动惯量Wx=62.14cm,回转半径ix=4.95cm 截面尺寸 b=53.0mm,h=126.0mm,t=9.0mm 1.1.荷载计算 2 (1)面板自重标准值:标准值为0.30kN/m; Q1 = 0.30×0.50=0.15kN/m 2 (2)最大容许均布荷载为2.00kN/m; Q2 = 2.00×0.50=1.00kN/m (3)槽钢自重荷载 Q3=0.12kN/m q = 1.2×(Q1+Q2+Q3) = 1.2×(0.15+1.00+0.12) = 1.53kN/m 经计算得到，静荷载计算值 经计算得到，活荷载计算值 P = 1.4×8.00=11.20kN 1.2.内力计算 内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，内侧钢丝绳不计算，计算简图如下 最大弯矩M的计算为 2 经计算得到，最大弯矩计算值 M = 1.53×2.00/8+11.20×2.00/4=6.36kN.m 1.3.抗弯强度计算 其中 x —— 截面塑性发展系数，取1.05; 5 远通建工集团有限公司 2 [f] —— 钢材抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm; 62 经过计算得到强度 =6.36×10/(1.05×62140.00)=97.52N/mm; 次梁槽钢的抗弯强度计算 < [f],满足要求! 1.4.整体稳定性计算[主次梁焊接成整体此部分可以不计算] 其中 b —— 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 b=570×9.0×53.0×235/(2000.0×126.0×235.0)=1.08 ' 由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用b查表得到其值为0.792 62 经过计算得到强度 =6.36×10/(0.792×62140.00)=129.30N/mm; 次梁槽钢的稳定性计算 < [f],满足要求! 2、主梁的计算 卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。 主梁选择[16a号槽钢U口水平槽钢，其截面特性为 243 面积A=21.95cm,惯性距Ix=866.20cm,转动惯量Wx=108.30cm,回转半径ix=6.28cm 截面尺寸 b=63.0mm,h=160.0mm,t=10.0mm 2.1.荷载计算 (1)栏杆自重标准值:标准值为0.15kN/m Q1 = 0.15kN/m (2)槽钢自重荷载 Q2=0.17kN/m 经计算得到，静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.15+0.17) = 0.38kN/m 经计算得到，各次梁集中荷载取次梁支座力，分别为 P1=(1.2×(0.30+2.00)×0.25×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=0.84kN P2=(1.2×(0.30+2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=1.53kN 6 远通建工集团有限公司 P3=(1.2×(0.30+2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=1.53kN P4=(1.2×(0.30+2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=1.53kN P5=(1.2×(0.30+2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=1.53kN P6=(1.2×(0.30+2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)+11.20/2=7.13kN 0.50×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=1.53kN P7=(1.2×(0.30+2.00)× P8=(1.2×(0.30+2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=1.53kN P9=(1.2×(0.30+2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=1.53kN P10=(1.2×(0.30+2.00)×0.25×2.00/2+1.2×0.12×2.00/2)=0.84kN 2.2.内力计算 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。 1 2 悬挑卸料平台示意图 0.84kN 1.53kN 1.53kN 1.53kN 1.53kN 7.13kN 1.53kN 1.53kN 1.53kN 0.84kN 0.38kN/m AB100035001400 悬挑卸料平台主梁计算简图 经过连续梁的计算得到 7.387.195.665.474.213.953.753.68 0.841.032.552.743.373.565.095.286.807.008.528.71 主梁支撑梁剪力图(kN) 7 远通建工集团有限公司 5.524 6.560 主梁支撑梁弯矩图(kN.m) 0.382 3.311 主梁支撑梁变形图(mm) 外侧钢丝绳拉结位置支撑力为11.65kN 最大弯矩 Mmax=6.56kN.m 2.3.抗弯强度计算 其中 x —— 截面塑性发展系数，取1.05; 2 [f] —— 钢材抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm; 62 经过计算得到强度 =6.56×10/1.05/108300.0+11.99×1000/2195.0=63.15N/mm 主梁的抗弯强度计算强度小于[f]，满足要求! 2.4.整体稳定性计算[主次梁焊接成整体此部分可以不计算] 其中 b —— 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 b=570×10.0×63.0×235/(4500.0×160.0×235.0)=0.50 62 经过计算得到强度 =6.56×10/(0.499×108300.00)=121.46N/mm; 8 远通建工集团有限公司 主梁槽钢的稳定性计算 < [f],满足要求! 3、钢丝拉绳的内力计算: 水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算 其中RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力 RCi=RUisini 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为 RU1=16.72kN 4、钢丝拉绳的强度计算: 钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算，为 RU=16.717kN 如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算: 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); 2 计算中可以近似计算Fg=0.5d，d为钢丝绳直径(mm); —— 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; K —— 钢丝绳使用安全系数，取8.0。 选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×16.717/0.850=157.335kN。 选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径18.5mm。实际采用φ20钢丝绳。 5、钢丝拉绳吊环的强度计算: 钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为 N=RU=16.717kN 钢板处吊环强度计算公式为 9 远通建工集团有限公司 2 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[f] = 50N/mm; 1/2 所需要的吊环最小直径 D=[16717×4/(3.1416×50×2)]=15mm，本方案采用φ16圆钢。 6、锚固段与楼板连接的计算 水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下: 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=3.678kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》 210.9.8[f] = 50N/mm; 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[3678×4/(3.1416×50× 1/22)]=16mm，本方案采用φ18圆钢。 水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。 六、卸料平台制作与安装 1、 制作要求 1.1 卸料平台主、次梁连接采用焊接，要求焊缝饱满，无夹渣、咬肉。焊缝高度10mm。 1.2 卸料平台所用材料均需有合格证，并符合相关规范要求。 2、安装要求 2.1 缷料平台加工制作完毕经验收合格后方可吊装。 2.2 吊装时，先挂好四角的吊钩，传发初次信号，但只能稍稍提升平台，放松斜拉钢丝绳，方可正式吊装，吊钩的四条引绳应等长，保证平台在起吊过程中平稳。吊至预定位置后，先将平台槽钢与预埋件固定后，再将钢丝绳固定。紧固螺母及钢丝绳卡子，完毕后方可松塔吊吊钩. 2.3 缷料平台的限重牌应挂在该平台附近的明显位置。要求提升一次验收一次。 2.4 卸料平台安装前由项目技术负责人进行安全技术交底,并履行签字手续。 2.5 安装人员必须经过专业培训及考试合格,持证上岗,并定期进行体检。 10 远通建工集团有限公司 2.6 卸料平台安装时,钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢,采用其他方式时卡头的卡子不得少于三个.建筑物锐利口围系钢丝绳处应加衬软垫物,钢平台外口应略高于内口。 2.7 钢平台吊装时,需待悬挑梁支撑点固定好,接好钢丝绳,调整完毕,经检查验收合格后,方可松卸起重吊钩,上下操作。 2.8 搭拆卸料平台时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员入内。 七、卸料平台检查和验收 1、 搭设前对材料进行外观和合格证进行检查。 2、 检查制作和安装是否符合设计要求。 3、 使用中加强日常检查，每周检查一次。 4、每次提升后须经专业人员验收合格后方可使用 八、卸料平台在使用时安全规定 1、每次塔吊只允许吊卸1T物料堆放在平台上，严禁超重; 2、外悬挑脚手架在卸料平台上方悬挑搭设; 3、拉钩、吊环一定要采用圆钢制作，不允许使用螺纹钢替代; 4、钢丝绳花篮扣要紧固，不允许松动; 5、卸料平台上严禁工作人员长时间滞留，并应设专人指挥，信号通畅; 6、卸料平台安装完毕经现场有关人员检查验收合格后方可投入使用; 7、不允许将重物全部堆压在φ48×3.5钢管栏杆上; 8、上下通话采用对讲机，无人指挥严禁使用。 九、卸料平台的重复吊装规定 1、利用塔吊吊运卸料平台时应使用卡环，不得使用吊钩直接钩挂吊环。塔吊首先吊稳平台，横梁支点一端搁置在楼板面上，用事先预埋好的φ20钢筋卡紧，电焊紧固; 2、派工人联结紧固上部钢丝绳，采用3个花篮扣扎紧，平台外口略高于内口; 3、卸料平台安装完毕，应经专人检查验收合格后，方可卸去塔吊四个卡环; 4、应在显目部位标明平台容许荷载值(1T)，不允许超载; 5、拆除时区域下面严禁站人; 6、严禁野蛮拆除; 7、在使用前对班组操作人员进行安全技术交底; 8、在卸料平台重复使用时，制订安全奖罚条例，并严格执行。 11 远通建工集团有限公司 十、操作平台安全要求 1.卸料平台的上部位结点，必须位于建筑物上，不得设置在脚手架等施工设备上; 2.斜拉杆或钢丝绳，构造上宜两边各设置前后两道，并进行相应的受力计算; 3.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; 4.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏; 5.卸料平台吊装，需要横梁支撑点电焊固定，接好钢丝绳，经过检验才能松卸起重吊钩; 6.钢丝绳与水平钢梁的夹角最好在45-60度; 7.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; 8.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。 附件1:施工组织架构图 项目经理 生产经理 技术负责人 技土安设材安后 术建装备料全勤 管施施管管管服 理工工理理理务 组 组 组 组 组 组 组 12 栋号长、各施工班组和分包 远通建工集团有限公司 附件二 13 远通建工集团有限公司 卸料平台平面图 卸料平台剖面示意图 14