工具式卸料平台计算书1副本.docx

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工具式卸料平台计算书1副本

工具式卸料平台计算书

悬挑卸料平台的计算依据《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003、《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：

木脚手板，脚手板自重（kN/m2）：

0.35；

栏杆、挡板类别：

木脚手板挡板，栏杆、挡板脚手板自重（kN/m）：

0.14；

施工人员等活荷载（kN/m2）:

2.50，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）：

2.50，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离（m）：

1.00；

上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离（m）：

3.00；

钢丝绳安全系数K：

7（用做吊索无弯曲时取7），悬挑梁与墙的节点按固支计算；

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：

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

经计算得出:

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·m

最大弯矩Mmax=8.653kN·m；

最大挠度ν=0.025mm。

M1=0.661kN.m

M2=8.653kN.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!

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=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7×20.06/0.850=165.2kN。

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。