卸料平台方案.docx
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卸料平台方案
清政园小区
脚
手
架
专
项
施
工
方
案
编制单位:
湖南省沙田建筑工程有限公司
编制时间:
二零一一年三月
一、工程概况
本工程由湖南枫雅房地产开发有限公司筹建;该工程由湖南大学设计研究院设计,湖南众鑫工程咨询监理有限公司监理;湖南省沙田建筑工程有限责任公司承建;建设工程安全由长沙市安全监察站监督。
清政园小区工程位于长沙市天心区万芙路与新韶路交汇处,总面积为50299.02m2。
本项目共6栋住宅,其中2#、3#栋为商住楼,属一类高层。
1#、4#、5#、6#栋为一类高层住宅。
2#、3#栋为2+16层住宅,底部沿万芙路设置了2层商业门面,门面层高4.2米,上部住宅层高2.8米,建筑高度为56.64m;1#、4#、5#、6#栋为20层纯住宅,每层层高为2.8米建筑高度为57.74m。
高层住宅楼为剪力墙结构。
二、简介
工具式卸料平台在1#、2#、3#栋每层设2个,在4#、5#、6#栋每层设置1个,采取分层翻转。
卸料平台主龙骨采用16#槽钢,次龙骨采用16#槽钢,平台长6m,宽3m。
主龙骨长6m,次梁间距1m,主龙骨与次龙骨双面焊接,平台两侧各设置3个吊环,吊环采用Q235Φ20圆钢制作,其中2个吊环做钢丝绳拉接用,一个用于吊装。
卸料平台钢筋网加满铺脚手板,并用10#铁丝绑扎牢固,周边1.5m高防护,并挂密目网,底部做200高挡脚板。
卸料平台内外侧悬挂限重牌,安装过程中安全员随时跟踪,安装完毕后,由项目总工组织监理,甲方进行验收。
验收合格后,再投入使用。
三、悬挑卸料平台计算书
悬挑卸料平台的计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等编制。
(一)、参数信息:
1.荷载参数
脚手板类别:
竹夹板,脚手板自重(kN/m2):
0.35;
栏杆、挡板类别:
竹笆片脚手板挡板,栏杆、挡板脚手板自重(kN/m):
0.15;
施工人员等活荷载(kN/m2):
2.00,最大堆放材料荷载(kN):
10.00。
2.悬挑参数
内侧钢绳与墙的距离(m):
1.50,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):
2.30;
上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):
2.80;
钢丝绳安全系数K:
9.00,悬挑梁与墙的节点按铰支计算;
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:
16a号槽钢槽口水平[;
次梁材料类型及型号:
16a号槽钢槽口水平[;
次梁水平间距ld(m):
1.00,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):
1.20。
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):
3.50,次梁悬臂Mc(m):
0.00;
平台计算宽度(m):
3.00。
(二)、次梁的验算:
次梁选择16a号槽钢槽口水平[,间距1m,其截面特性为:
面积A=21.95cm2;
惯性距Ix=866.2cm4;
转动惯量Wx=108.3cm3;
回转半径ix=6.28cm;
截面尺寸:
b=63mm,h=160mm,t=10mm。
1.荷载计算
(1)、脚手板的自重标准值:
本例采用竹夹板,标准值为0.35kN/m2;
Q1=0.35×1.00=0.35kN/m;
(2)、型钢自重标准值:
本例采用16a号槽钢槽口水平[,标准值为0.17kN/m
Q2=0.17kN/m
(3)、活荷载计算
1)施工荷载标准值:
取2.00kN/m2
Q3=2.00kN/m2
2)最大堆放材料荷载P:
10.00kN
荷载组合
Q=1.2×(0.35+0.17)+1.4×2.00×1.00=3.42kN/m
P=1.4×10.00=14.00kN
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:
Mmax=ql2/8(1-m2/l2)2+pl/4
经计算得出:
Mmax=(3.42×3.002/8)×(1-(0.002/3.002))2+14.00×3.00/4=14.35kN·m。
最大支座力计算公式:
R=[P+q(l+2m)]/2
经计算得出:
R=(14.00+3.42×(3.00+2×0.00))/2=12.13kN
3.抗弯强度验算
次梁应力:
σ=M/γxWx≤[f]
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]=205.00N/mm2;
次梁槽钢的最大应力计算值σ=1.44×104/(1.05×108.30)=126.20N/mm2;
次梁槽钢的最大应力计算值σ=126.197N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
4.整体稳定性验算
σ=M/φbWx≤[f]
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=(570tb/lh)×(235/fy)经过计算得到φb=570×10.00×63.00×235/(3000.00×160.00×235.0)=0.75;
由于φb大于0.6,按照下面公式调整:
φb'=1.07-0.282/φb≤1.0
得到φb'=0.693;
次梁槽钢的稳定性验算σ=1.44×104/(0.693×108.300)=191.19N/mm2;
次梁槽钢的稳定性验算σ=191.191N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(三)、主梁的验算:
根据实际情况考虑,按照内外侧钢丝绳同时受力计算。
在计算时,对于外侧钢丝绳,由于变形较大,导致卸料平台的边形也较大,所以,按照钢丝绳和卸料平台协调变形的渐近法进行计算;对于内侧钢丝绳,由于变形较小,按照支点法进行计算。
主梁选择16a号槽钢槽口水平[,其截面特性为:
面积A=21.95cm2;
惯性距Ix=866.2cm4;
转动惯量Wx=108.3cm3;
回转半径ix=6.28cm;
截面尺寸,b=63mm,h=160mm,t=10mm;
1.荷载验算
(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:
本例采用竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15kN/m;
Q1=0.15kN/m;
(2)槽钢自重荷载Q2=0.17kN/m
静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.15+0.17)=0.38kN/m;
次梁传递的集中荷载取次梁支座力R;
2.内力验算
先将外侧钢丝绳与型钢的作用点看做支点,通过连续梁求出该点的支座反力。
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)
当把钢丝绳看作支座时,该支座没有位移,此时钢丝绳受力最大,为R[1]=7.723kN,如果将钢丝绳的支座反力看作一个反向作用在型钢上的集中力Tmax,Tmax=R[1],在这个集中力作用下,该点没有位移。
实际情况下,钢丝绳作为柔性构件,将会使型钢产生变形,该点位移为β0,β0=Tmax×(a2+b2)1/2/E×A=1.13>0,与实际不符。
a为钢丝绳竖向距离,b为外侧钢丝绳水平距离。
下面将通过叠代循环求出钢丝绳的实际受力与实际变形。
通过反复循环,直到型钢的变形αi与细分力Ti作用下产生的变形相同βi,则此时的力Ti即为钢丝绳实际作用在型钢上的力。
令反向力T1=Tmax×0.5,求出型钢变形α1=0.141mm,钢丝绳使型钢变形β1=T1×(a2+b2)1/2/E×A=0.057mm,α1>β1,继续循环。
令反向力T9=Tmax×0.713,求出型钢变形α9=0.081mm,钢丝绳使型钢变形β9=T9×(a2+b2)1/2/E×A=0.081mm,α9=β9。
此时的力与变形平衡,T9=5.506kN即为钢丝绳实际作用在型钢上的支座反力。
将T9带入连续梁求出型钢实际受力。
如图所示:
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
从左至右各支座反力:
R[3]=24.064kN;
R[4]=-4.896kN;
R[5]=0.876kN;
最大弯矩Mmax=9.071kN·m;
3.抗弯强度验算
σ=M/(γxWx)+N/A≤[f]
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]=205.00N/mm2;
主梁槽钢的最大应力计算值σ=9.071×106/1.05/108300.0+6.64×103/2195.000=82.794N/mm2;
主梁槽钢的最大应力计算值82.794N/mm2小于主梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2,满足要求!
4.整体稳定性验算
σ=M/(φbWx)≤[f]
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=(570tb/lh)×(235/fy)
φb=570×10.0×63.0×235/(3800.0×160.0×235.0)=0.591;
主梁槽钢的稳定性验算σ=9.071×106/(0.591×108300.00)=141.81N/mm2;
主梁槽钢的稳定性验算σ=141.81N/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(2.8/(2.3+1.5))=0.593;
根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为:
RUi=RCi/sinθi;
RUi=5.506/0.593=9.28kN;
(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1550MPa,直径18.5mm。
[Fg]=aFg/K
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),查表得Fg=199.5KN;
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=9。
得到:
[Fg]=18.842KN>Ru=9.282KN。
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=9281.855N。
拉环强度计算公式为:
σ=N/A≤[f]
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=[9281.9×4/(3.142×50.00×2)]1/2=10.9mm。
实际拉环选用直径D=12mm的HPB235的钢筋制作即可。
五、卸料平台的限载设置
卸料平台上设限重为1t的限定荷载标识牌,并根据堆放料具的类别,不得超过下列数据标明堆放料具的数量。
料具名称
规格
密度
单位重量
单独堆放数量
木方
60X80mm,长3m
0.625g/cm3
9kg
110根
竹胶板
1.22X2.44m,厚12mm
1g/cm3
35.72kg
28张
木胶板
0.915X1.83m,厚18mm
0.8g/cm3
24.1kg
41张
钢管
φ48*3.5,长3m
3.84kg/m
11.52kg
86根
钢管
φ48*3.5,长4m
3.84kg/m
15.36kg
65根
钢管
φ48*3.5,长6m
3.84kg/m
23.04kg
43根
六、安全技术措施
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。