工具式型钢悬挑卸料平台的应用技术.docx
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工具式型钢悬挑卸料平台的应用技术
工具式型钢悬挑卸料平台的应用
一、工程概况：
工程名称为黔灵小区工程；工程建设地点为贵阳市市北路关刀岩；框架结构；黔灵小区一期共7栋，（B1-B7#楼）；地上6层、地下1层；建筑高度：
24m；标准层层高：
3m；总建筑面积：
55000平方米。
此工程由贵州东海投资建设，贵阳市设计院设计，贵阳市勘察院地质勘察，重庆华兴监理公司监理，中铁五局建筑公司组织施工。
二、应用原因：
由于栋号多，卸料平台搭设的数量多，且考虑施工安全（悬挑长度和所受荷载都很大），因此采用工具式型钢悬挑卸料平台。
三、应用设计依据：
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。
四、设计计算过程：
（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）:
10.00。
2.悬挑参数
内侧钢绳与墙的距离（m）：
1.00，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离（m）：
0.80；
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：
6.00，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：
16号工字钢；
次梁材料类型及型号：
12.6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）：
0.20。
4.卸料平台参数
水平钢梁（主梁）的悬挑长度（m）：
2.50，水平钢梁（主梁）的锚固长度（m）：
0.10,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12.6号工字钢，间距0.5m，其截面特性为：
面积A=18.1cm2；
惯性距Ix=488.592cm4；
截面抵抗矩Wx=77.529cm3；
回转半径ix=5.195cm；
截面尺寸：
b=74mm,h=126mm,t=8.4mm。
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号工字钢，标准值为0.14kN/m
Q2=0.14kN/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×（0.18+0.14）+1.4×2.00×0.50=1.78kN/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：
经计算得出:
Mmax=（1.78×3.002/8）×（1-（0.002/3.002））2+14.00×3.00/4=12.50kN.m。
最大支座力计算公式:
经计算得出:
R=（14.00+1.78×（3.00+2×0.00））/2=9.67kN
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]=205.00N/mm2；
次梁工字钢的最大应力计算值σ=1.25×104/（1.05×77.53）=153.54N/mm2；
次梁工字钢的最大应力计算值σ=153.542N/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
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=1.3
由于φb大于0.6，按照下面公式调整：
得到φb'=0.853；
次梁槽钢的稳定性验算σ=1.25×104/（0.853×77.529）=188.98N/mm2；
次梁工字钢的稳定性验算σ=188.985N/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，间距0.5m，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：
本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11kN/m；
Q1=0.11kN/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×（0.11+0.20）=0.37kN/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]=22.412kN；
R[2]=31.173kN；
R[3]=-24.842kN。
最大支座反力为Rmax=31.173kN；
最大弯矩Mmax=3.617kN·m；
最大挠度ν=0.002mm。
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]=205.00N/mm2；
主梁工字钢的最大应力计算值σ=3.617×106/1.05/141000.0+1.87×104/2610.000=31.595N/mm2；
主梁工字钢的最大应力计算值31.595N/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
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，应按照下面公式调整：
可得φb'=0.834；
主梁槽钢的稳定性验算σ=3.617×106/（0.834×141000.00）=30.77N/mm2；
主梁槽钢的稳定性验算σ=30.77N/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（3/（0.8+1））=0.857；
根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为：
RUi=RCi/sinθi；
RUi=22.412/0.857=26.14kN；
（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18.5mm。
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＝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＝6。
得到：
[Fg]=36.479KN>Ru＝26.136KN。
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=26136.417N。
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=[26136.4×4/（3.142×50.00×2）]1/2=18.2mm。
五、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。
六、工具式型钢悬挑卸料平台的应用
1、本工程采用工具式型钢悬挑卸料平台后，施工安全比较钢管卸料平台有明显的区别安全性能大大提高；做成工具式后，搭拆极为方便，且节约工班人工费用。
2、本工程采用工具式型钢悬挑卸料平台后，先后在总公司、贵阳市建设局、贵州省建设厅（现场检查中得到厅领导的点名表扬）的各项检查中得到表扬和好评。
3、本工程采用工具式型钢悬挑卸料平台后，在迎接北京新世纪公司的贯标外审中也是施工现场的一个靓点。
中铁五局集团建筑工程有限责任公司
聂玉庆----2008年6月
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