焊接挂笼制作使用技术措施含计算书和附图.docx

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焊接挂笼制作使用技术措施含计算书和附图

焊接挂笼制作、使用

技术措施

编制：

会签：

审核：

审定：

批准：

××××××××××××项目部

2018年6月3日

1、焊接挂笼使用及要求

1.1此焊接挂笼适用于4401全厂工艺及热力管网、8002厂际管廊及道路（厂区至东区码头）、8700煤码头、8200东区石化码头4个公用单元区18m以下钢结构安装、焊接施工使用。

1.2.焊接挂笼荷载500Kg。

1.3.焊接挂笼自重为866kg。

1.4.焊接挂笼倒运采用50T汽车吊。

1.5.焊接挂笼倒运索具选用φ18钢丝绳。

1.6.用150mm*150mm*20mm厚的钢板中间开d=24的孔，焊接4根立柱顶端作为吊点。

6.焊接挂笼按图纸施工，材料乙供。

2、编制依据

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

《钢结构焊接规范》GB50661-2011

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016

《起重机安全使用第1部分总则》GB-T23723.1-2009

《施工现场设施安全设计计算手册》中国建筑工业出版社，2007年，作者：

谢建民、肖备等。

3、材料的选用及验收

3.1角钢采用L75*6角、L50*5的Q235B角钢,表面平整光滑，无锈蚀、裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，新用角钢有出厂合格证，符合GB/T232的规定。

3.2挂笼板采用钢挂笼板，其规格为2000*200*50*4mm、3000*200*50*4mm两种，挂笼板有防滑措施，表面无裂纹、油污、开焊与硬弯等缺陷，经过检验合格方可使用。

挂笼板绑扎用的铁丝无锈蚀，双股并联捆扎。

3.3钢管采用48.3*3.6mm的Q235A镀锌钢管,表面平整光滑，无锈蚀、裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，新用钢管有出厂合格证，符合GB/T13793或GB/T3091的规定。

3.4垫板应用松木或杉木制作的脚手板，厚度不小于50毫米,宽不少于250毫米，禁止使用腐朽、杂木、劈裂、虫蛀、扭曲变形木脚手板。

4、焊接挂笼制作说明

4.1立杆

立杆采用4根L75*6的角钢，角钢横距为1500mm，纵距为1800mm，角钢长度高于型钢1200mm，不超过15m，立杆底部与300*300*10mm的Q235B的钢板焊接。

4.2操作平台

操作平台外侧采用4根L75*6的角钢与4根立杆焊接，横向方向外挑2根800mm长，操作平台内部横方向用2根L50*5的角钢与纵向角钢焊接外挑800mm长，横向方向满铺7块2000*200*50*4mm钢挂笼板，外挑部分采用2块3000*200*50*4mm钢挂笼板，用8#铁丝双股并联捆扎、砸平（具体见操作平台平面图1-1）。

4.3护栏

护栏在距离操作平台上方0.6m，1.2m处用4根48.3*3.6的钢管与4根立杆焊接（具体见护栏平面图3-3）。

4.4抱柱

抱柱纵向采用2根1.8m长48.3*3.6mm的钢管与横向L50*5角钢焊接，内部采用2根2.5m长48.3*3.6mm的钢管与纵向两根钢管用十字扣件可靠连接，外挑部分和2根800mm长的钢管扣件连接与型钢形成抱柱。

5、焊接挂笼强度验算

5.1.自重计算

立杆：

L75*6mm角钢10.3m*4=41.2m*6.9=284kg

操作平台：

L75*6mm角钢（2.3*2+1.8*2）*4=32.8m*6.9=226kg

L50*5角钢2.3*2*4=18.4m*3.77=70kg

护栏:

48.3*3.6钢管（1.5*2+2.3*2+0.8*2+0.65*2）*8=84m*3.969=334kg

抱柱:

48.3*3.6钢管（2*1.8+2*2.5+0.8*2）*3=30.6m*3.969=121kg

L50*5角钢1.5*2*3=9m*3.77=35kg

合计：

284+226+70+334+121+35=866kg

5.2角钢抗弯强度的计算

5.2.1操作平台横向水平角钢的计算

横向水平角钢按照简支梁进行强度和挠度计算，按照横向水平角钢上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向水平角钢的最大弯矩和变形。

1）均布荷载值计算：

横向水平角钢的自重标准：

P1=（2.3m*2*6.905*10）/（1000*2.3m）=0.138kN/m

脚手板自重产生的的弯矩标准值：

P2=0.35×1.50/3=0.175kN/m

活荷载标准值：

Q=3×1.50/3=1.5kN/m

横向水平角钢弯矩荷载的计算值：

q=1.2×0.138+1.2×0.175+1.4×1.5=2.4756kN/m

横向水平角钢计算简图

2）强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩

计算公式如下：

M=2.4756×1.5×1.5/8=0.696kN.m

σ=0.696×1000/22.69=30.674N/mm2

横向水平角钢的计算强度小于215N/mm2，满足要求！

3）挠度计算：

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下：

荷载标准值：

q=0.138+0.175+1.5=1.813kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度：

V=5.0×1.813×15004/（384×2.06×105×121900）=4.53mm

横向水平角钢的最大挠度4.53mm小于横向水平角钢的最大容许挠度10mm,满足要求！

5.2.2操作平台纵向水平角钢的计算

纵向水平角钢按照简支梁进行强度和挠度计算，按照纵向水平角钢上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向水平角钢的最大弯矩和变形。

1）均布荷载值计算：

纵向水平角钢的自重标准值：

P1=（1.8m*2*6.905*10）/（1000*2.3m）=0.108kN/m

脚手板自重产生的的弯矩标准值：

P2=0.35×1.50/3=0.175kN/m

活荷载标准值：

Q=3×1.50/3=1.5kN/m

纵向水平角钢弯矩荷载的计算值：

q=1.2×0.108+1.2×0.175+1.4×1.5=2.472kN/m

纵向水平角钢计算简图

2）强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩

计算公式如下：

M=2.472×1.52/8=0.6953kN.m

σ=0.6953×1000/22.69=30.641N/mm2

纵向水平角钢的计算强度小于215N/mm2，满足要求！

3）挠度计算：

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下：

荷载标准值：

q=0.108+0.175+1.5=1.713kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度：

V=5.0×1.713×15004/（384×2.06×105×121900）=4.28mm

纵向水平角钢的最大挠度1.02mm小于纵向水平角钢的最大容许挠度10mm,满足要求！

5.2.3立杆角钢的稳定性计算

1）不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式：

其中：

N--立杆的轴心压力设计值，N=1.2×（8.66+0.175×3）+1.4×1.5=13.122kN；

φ--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比=l0/i=1500/23.1=64.935的结果查表得到0.728；

i--计算立杆的截面回转半径，i=2.31cm；

l0--计算长度（m），由公式l0=kuh确定，l0=3.58m；

k--计算长度附加系数，取1.155；

u--计算长度系数，由挂笼的高度确定，u=1.55；

A--立杆净截面面积，A=8.8cm2；

W--立杆净截面模量（抵抗矩），W=8.63cm3；

σ--角钢立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=20.483N/mm2

[f]--角钢立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，角钢立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

2）考虑风荷载时，角钢立杆的稳定性计算公式：

其中：

N--立杆的轴心压力设计值，N=1.2×（8.66+0.175×3）+1.4×1.5=13.122kN；

φ--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i的结果查表得到0.245；

i--计算立杆的截面回转半径，i=2.31cm；

l0--计算长度（m），由公式l0=kuh确定，l0=3.58m；

k--计算长度附加系数，取1.155；

u--计算长度系数，由挂笼的高度确定；u=1.55

A--立杆净截面面积，A=8.8cm2；

W--立杆净截面模量（抵抗矩），W=8.63cm3；

MW--计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.044kN.m；

σ--角钢立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到σ=25.58

[f]--角钢立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时，角钢立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

5.3焊点的验算

5.3.1受力情况说明：

根据《钢结构设计原理》及相关规范的规定，此焊接挂笼存在6个危险点，如图序号所示。

1）此焊接挂笼受自身重力，所载施工人员及工具的重力N=5000N的作用；

2）8个危险点的角钢焊缝即受轴向拉力的作用，又受到偏心力产生的扭矩作用；

5.3.2强度验算：

现分别对8个危险点进行验算：

1、2号危险点焊缝承受拉力及弯矩的共同作用，其中拉力和弯矩由整个焊缝计算截面承受。

查焊缝强度设计值表有：

抗压强度设计值w=350N/mm2，抗拉强度设计值w=300N/mm2，抗剪强度设计值w=205N/mm2，重力N=5000N。

（1）焊缝截面的几何特性值

查等边角钢界面特性表有，角钢截面的形心位置为：

=17.8mm，=45.2mm，截面惯性矩=46.91。

（2）焊缝强度计算

①拉力作用下：

抗拉强度验算公式=≤w，=5000/（63*6*2）=6.61N/mm2≤w=300N/mm2，符合强度要求；

注：

为焊缝长度，t为构件厚度。

②弯矩作用下：

抗拉强度

M==（5000*100*17.8）/469100=18.97N/mm2≤w=300N/mm2，符合强度要求；

抗压强度

M==（5000*100*45.2）/469100=48.18N/mm2≤w=350N/mm2；

验算表明，该连接满足要求。

5.3.4号危险点焊缝承受拉力及弯矩的共同作用，其中拉力和弯矩由整个焊缝计算截面承受。

查焊缝强度设计值表有：

抗压强度设计值w=350N/mm2，抗拉强度设计值w=300N/mm2，抗剪强度设计值w=205N/mm2，重力N=5000N。

（1）焊缝截面的几何特性值

查等边角钢界面特性表有，角钢截面的形心位置为：

=17.8mm，=45.2mm，截面惯性矩=46.91。

（2）焊缝强度计算

①拉力作用下：

抗拉强度验算公式=≤w，=5000/（63*6*2）=6.61N/mm2≤w=300N/mm2，符合强度要求；

注：

为焊缝长度，t为构件厚度。

②弯矩作用下：

抗拉强度

M==（5000*100*17.8）/469100=18.97N/mm2≤w=300N/mm2，符合强度要求；

抗压强度

M==（5000*100*45.2）/469100=48.18N/mm2≤w=350N/mm2；

验算表明，该连接满足要求。

5、6号危险点焊缝承受拉力及弯矩的共同作用，其中拉力和弯矩由整个焊缝计算截面承受。

查焊缝强度设