工具式卸料平台计算书1副本Word文档格式.docx
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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:
16号工字钢;
次梁材料类型及型号:
10号工字钢;
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):
1.00。
4.卸料平台参数
水平钢梁(主梁)的悬挑长度:
4.00(m),
平台计算宽度(m):
2.00;
次梁悬臂Mc(m):
0.00。
二、次梁的验算
次梁选择10号工字钢,间距0.5m,其截面特性为:
面积A=14.3cm2;
惯性距Ix=245cm4;
截面抵抗矩Wx=49cm3;
回转半径ix=4.14cm;
截面尺寸:
b=68mm,h=100mm,t=7.6mm。
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10号工字钢,标准值为0.11kN/m
Q2=0.11kN/m
(3)、活荷载计算
1)施工荷载标准值:
取2.50kN/m2
Q3=2.50kN/m2
2)最大堆放材料荷载P:
10.00kN
荷载组合
Q=1.2×
(0.18+0.11)+1.4×
2.50×
0.50=2.09kN/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=(2.09×
2.002/8)×
(1-(0.002/2.002))2+14.00×
2.00/4=8.05kN·
m。
最大支座力计算公式:
R=[P+q(l+2m)]/2
R=(14.00+2.09×
(2.00+2×
0.00))/2=9.09kN
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;
次梁工字钢的最大应力计算值σ=8.05×
103/(1.05×
49.00)=156.38N/mm2;
次梁工字钢的最大应力计算值σ=156.382N/mm2小于次梁工字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,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到:
φb=2
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'
=0.929;
次梁工字钢的稳定性验算σ=8.05×
103/(0.929×
49.000)=176.75N/mm2;
次梁工字钢的稳定性验算σ=176.75N/mm2小于次梁工字钢的抗压强度设计值[f]=205N/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16号工字钢,其截面特性为:
面积A=26.1cm2;
惯性距Ix=1130cm4;
截面抵抗矩Wx=141cm3;
回转半径ix=6.58cm;
截面尺寸,b=88mm,h=160mm,t=9.9mm;
1.荷载验算
(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:
本例采用木脚手板挡板,标准值为0.14kN/m;
Q1=0.14kN/m;
(2)工字钢自重荷载Q2=0.20kN/m
静荷载设计值q=1.2×
(Q1+Q2)=1.2×
(0.14+0.20)=0.41kN/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)
从左至右各支座反力:
R[1]=13.053kN;
R[2]=9.027kN。
最大支座反力为Rmax=9.027kN;
M1=0.661kN·
m
M2=8.653kN·
最大弯矩Mmax=8.653kN·
m;
最大挠度ν=0.025mm。
M1=0.661kN.m
M2=8.653kN.m
σ=M/(γxWx)+N/A≤[f]
[f]--钢材抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
主梁工字钢的最大应力计算值
σ=8.653×
106/1.05/141000.0+1.05×
104/2610.000=62.482N/mm2;
主梁工字钢的最大应力计算值62.482N/mm2小于主梁工字钢的抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2,满足要求!
σ=M/(φbWx)≤[f]
φb=1.145
由于φb大于0.6,应按照下面公式调整:
φb'
=1.07-0.282/φb≤1.0
可得φb'
=0.752;
主梁工字钢的稳定性验算σ=8.653×
106/(0.752×
141000.00)=81.61N/mm2;
主梁工字钢的稳定性验算σ=81.61N/mm2小于[f]=205.00,满足要求!
5.焊缝强度验算
焊角尺寸不得小于较薄铁件厚度的1.2倍,满焊。
焊缝面积:
A=2(h+2b-2t-30)×
1.2t×
0.7=2(160.00+2×
88.00-2×
9.90-30)×
1.2×
9.90×
0.7=4760.08
焊缝惯性矩I=15965860.092
焊缝抵抗矩W=2I/h=2×
15965860.092/160=199573.251
角焊缝强度fwf=160N/mm2
σf=M2/W=8653126.39/199573.251=43.358N/mm2
τf=R[2]/(2.4t(h-t-10))=2.712N/mm2
(σf2+τf2)1/2≤ffw
焊缝强度验算结果满足要求!
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(3/(1+2.5))=0.651;
根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为:
RUi=RCi/sinθi;
RUi=13.053/0.651=20.06kN;
五、钢丝拉绳的强度验算
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);
计算中可以近似计算Fg=0.5d2,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7(用做吊索无弯曲时取7)。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于7×
20.06/0.850=165.2kN。
选择6×
19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径21.5mm。
Fg=0.5d2=0.5×
21.5×
21.5=231.125kN,大于7×
经计算,选6×
19+1、钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径21.5mm,此型号钢丝绳能够满足要求。
钢丝绳卡数目与绳径有关,绳径为9~27mm应按4个,本工程每处钢丝绳套按4个安装,绳卡间距不小于钢丝绳直径的6~7倍。
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=20060N。
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=[20060×
4/(3.142×
50.00×
2)]1/2=16.0mm。
选用Kt――工作条件系数,取1.5;
16Kt=16.0mm×
1.5=24.0mm;
实际拉环选用直径D=25mm的HPB235的钢筋制作即可。
七、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。