施工电梯卸料平台.docx
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施工电梯卸料平台
两淮融景苑二期工程
施
工
电
梯
卸
料
平
台
架
搭
设
方
案
福建省第五建筑工程公司
2017年6月25日
一、工程概工程概况
两淮融景苑二期工程位于安徽省宿州市埇桥区西昌北路东侧,汇源大道西侧。
本项目包括20#住宅楼、21#住宅楼、24#住宅楼、25#住宅楼、26#住宅楼、商铺幼儿园和二期人防地下室,主要结构为剪力墙结构,基础形式为桩筏基础。
其中20#楼地上33层,局部34层,地下1层,建筑面积约16078.74㎡,建筑高度96.85m;21#楼地上33层,局部34层,地下1层,建筑面积约16073.45㎡,建筑高度96.85m;24#楼地上33层,局部34层,地下1层,建筑面积约31606.16㎡,建筑高度96.85m;25#楼地上33层,局部34层,地下1层,建筑面积约15855.69㎡,建筑高度96.85m;26#楼地上29层,局部30层,地下1层,建筑面积约9205.38㎡,建筑高度84.65m;主要结构为剪力墙结构,3#商铺:
建筑面积约4293平方米,地上3层,建筑高度11.55m;S4#商铺:
建筑面积约2066.1平方米,地上3层,建筑高度11.55m;幼儿园:
建筑面积约2900.5平方米。
地上3层,建筑高度12.00m;主要结构为框架结构,二期人防地下室部分:
总建筑面积约17161平方米,地下1层,建筑高度3.9m。
施工施工升降机设置于地下室顶板上,地下室顶板强度均可达到要求,但地下室顶板均进行加固,地下室顶板加固别行设计。
二、施工电梯概述
1、本工程计划安装5台施工电梯。
2、施工电梯总安装高度为110m。
3、根据规范要求,平台采用18厚九夹板铺设,九夹板铺设于100×50方木上方,而100×50方木应设置在纵向水平杆的上方,纵向水平杆应设置在横向水平杆的上方,横向水平杆通过扣件传给立杆。
这样,100×50方木按受均布荷载的筒支梁计算,验算弯曲正应力和挠度;纵向、横向水平杆按受集中荷载作用连续梁(筒支梁)计算,应算弯曲正应力、挠度和扣作抗滑承载力;卸料平台架的整体稳定计算可以简化为立杆单稳定性计算,立杆步距、横距和连墙点的坚向距离对承载力影响较大;为进一步简化计算,忽略扣件偏心传力、施工荷载偏心作用对立杆产生的弯矩。
4、因搭设高度大于50m,根据该工程的实际情况,卸料平台架分二段搭设。
第一段一层至十层,搭设高40m,采用落地式平台架,钢管采用外径48mm壁厚3.2mm钢管;第二段十层以上,搭设高43m,采用悬挑型钢式平台架,悬挑型钢采用16号工字钢,钢丝绳选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径18.5mm。
,钢管采用外径48mm壁厚3.2mm钢管。
三、平台架计算
(一)第一段平台架计算
1、材料数量(建筑物总高度40米)
立杆:
总共40×8=320m
纵向水平杆(每层):
3.8×4=15.2m
15.2×9=136.8m
横向水平杆(每层):
1.6×4=6.4m
6.4×9=57.6m
扶手(每层):
1.6×8=12.8m
12.8×9=115.2m
连墙杆(每层):
1×4=4m
4×16=64m
侧向斜撑(每层):
4.2×4=16.8m
16.8×9=151.2m
直角扣件(每层):
50个
50×9=450个
旋转扣件:
50个
对接扣件:
48个
2、荷载
自第二层起每层荷载
脚手扳的自重(GK):
GK=0.35KN/㎡
施工荷载(QK):
QK=3KN/㎡
安全门重量:
Q门=300N/副
钢管重量(含纵横向水平杆、扶手侧向作料撑)(G钢)
扣件重量:
竹芭及安全网重量:
G竹=3×28=84N
3、钢管的计算参数(48×3.2)
管径d=48mm壁厚t=3.2mm
重量G=34.7N/m
惯性矩I=113600mm4
抵抗矩W=4730mm3
面积A=450mm2
弹性模量E=206000N/mm2
回转半径i=15.9mm
抗弯、抗压容许应力[б]=205N/mm2
验算
纵向水平杆杆验算:
(1)纵向水平杆按三跨连续梁计算,
计算简图
纵向水平杆强度验算
施工均布荷载标准值3.0KN㎡,每层限载10KN
GK=0.35KN/㎡
每层所受荷载标准值PK=3.0×3.6×1.8=19.44KN>10KN
所以计算时应用QK=10÷(3.6×1.8)=1.54KN/㎡
P=1.2q恒+1.4q活=(1.2×350+1.4×1540)×(0.5×0.65)=837.2N
M=0.278FL=0.278×837.2×1300=302564N·mm
б=
=302564/4730=64N/㎜2<[б]=205N/㎜2
强度满足要求。
纵向水平杆刚度验算
f=
=837.2×13003÷(206000×113600)=1.092㎜<[u]=1300÷150=8.67㎜
刚度满足要求。
(2)横向水平杆杆验算:
横向水平杆按单跨简支梁计算,
计算简图
横向水平杆强度验算
P=1.2q恒+1.4q活=(1.2×350+1.4×1540)×(1.30/2×0.50)+1×34.7=871.9N
Mmax=
=871.9×1500÷3=435950N·mm
б=
=435950÷4730=92.17N/㎜2<[б]=205N/㎜2
强度满足要求。
横向水平杆刚度验算
f=
=871.9×15003÷(3×24×206000×113600)=1.75㎜<[u]=1500÷150=10㎜
刚度满足要求。
(3)纵向水平杆与立杆连结件的抗滑验算
P=1.2q恒+1.4q活=(1.2×350+1.4×1540)×(3.6×1.8÷8)+(2.6+1.6)×34.7=2232.26N抗滑满足要求。
(4)对接扣件的抗滑力验算
由于对接扣件仅用于立杆,其仅沿轴向受挤压力,因此不会滑脱,故不必验算抗滑力。
(5)连墙件验算由于连墙件节点长度应满足≤500㎜,取最长长度500㎜,
L÷D=500÷48=10.4<15。
故可不验算其稳定性。
连墙件受力分析
N1N侧风—侧向风荷载在单根连墙杆上产生的压力
0.5×1.4×277.2×1.2×3=698.5N
450N正风—正面风荷载在单根连墙杆上产生的压力
N正风0.25×1.4×277.2×1.85×0.6×4=430.8N
N侧风N约束力—连墙件约束脚手架外平面变产生的
向力5000N
连墙件的强度验算
N1=N侧风sin450+(N正风+N约束力+N卸0.5cosα)cos450=698.5×0.7072+(430.8+5000)×0.7072=4334.6N
λ=
=
=32查表得:
Ψ=0.912
б=
=
=10.56N/m㎡<[б]=205N/m㎡
满足要求。
连连墙杆扣件的抗滑力验算
N1=5316N连墙件预埋插管的抗剪力验算
τ=
=
=9.63N/m㎡<[τ]=110N/m㎡满足要求。
(6)架体稳定性计算
由于本卸料平台架最大步距为2m,且所有立杆的步距和连墙件间距相同。
架子稳定性根据杆件受力传递方向可以化为立杆强度计算,主要计算部位为脚手架的首步架,且按轴心受压计算立杆的稳定性。
不采用卸荷时立杆的稳定性计算
G总=(320+136.8+57.6+115.2+36+151.2)×34.7+360×13.2+50×14.6+48×18.4+84×9+300×2×9+350×(3.6×1.8)×8+10000
=59008N+10000N
不组合风载时立杆稳定性计算
LO=Kμh=1.0×1.5×2=3.0m
式中:
LO—立杆计算长度
K—计算长度附加系数,取值1.0
μ-计算长度系数,查表得1.5
H—立杆步距取2.0m
λ=
=
=188.7<[λ]=210λ—长细比
查表得折减系数Ψ=0.202
N=1.2N恒+1.4N活=1.2×59008÷8+1.4×10000÷8
=10601N
б=
=10601÷(0.202×450)=116.6N/㎜2<[б]=205N/㎜2满足要求。
组合风荷载时的立杆稳定性计算
N=1.2N+0.85×1.4N活=1.2×59008÷8+0.85×1.4×10000÷8=10339N
M风=(0.85×1.4ωKIKh2)÷8=(0.85×1.4×277.2
×1.5×22)÷8=247.4N·m=247400N·㎜
式中:
M风—风荷载标准值产生的弯矩
IK—风荷载标准值1.5
ωK—风荷载标准值277.2N/㎡
ωK=0.7μ1μ2ω0=0.7×2.64×0.2×750=277.2N/㎡
б=
+
=10339÷(0.202×450)+247400÷4730=166N/㎜2<[б]=205N/㎜2
满足要求。
(二)第二段平台架计算
1、材料数量
材料数量及重量基本同第一段.
验算
(1)纵向水平杆杆验算:
向联合同第一段
(2)横向水平杆杆验算:
同第一段
(3)纵向水平杆与立杆连结件的抗滑验算:
同第一段
(4)对接扣件的抗滑力验算:
同第一段
(5)连墙件验算:
同第一段
(6)架体稳定性计算:
由于第二段搭设高度小于第一段,故为再验算。
(7)悬挑工字梁验算
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分受脚手架荷载N和水平钢梁自重荷载的共同作用。
本方案中,卸料平台排距为1500mm,内排脚手架距离墙体150mm,第一道支撑与墙的距离为1650mm。
悬挑梁的截面惯性矩I=1130cm4,截面抵抗矩W=141cm3,截面积A=26.1cm2,线密度G=20.5kg/m。
外立杆轴向力设计值N1=10.601kN;
内立杆轴向力设计值N2=10.601kN;
悬挑梁自重荷载q=1.2×20.5×9.8×10-3=0.246kN/m
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
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)
各支座对悬挑梁的支座反力由左至右分别为:
R1=11.329kN;
R2=11.345kN;
R3=-0.362kN。
最大弯矩Mmax=0.820kN·m;
最大应力σ=M/1.05W+N/A=0.820×106/(1.05×141000)+4.451×103/2610=7.244N/mm2;
悬挑梁的最大应力计算值σ=7.244N/mm2小于抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
悬挑梁稳定性计算
悬挑梁采用16号工字钢,计算公式如下:
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=2.00
由于φb大于0.6,依《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,按照下面公式调整:
得到φb'=0.929。
经过计算得到最大应力σ=0.820×106/(0.929×141000)=6.261N/mm2;
悬挑梁的稳定性计算σ=6.261N/mm2小于[f]=215N/mm2,满足要求!
(8)拉绳的受力计算
钢绳承受全部荷载,通过软件电算程序计算得到钢绳的支点从左至右支座反力分别为:
R1=11.329kN。
水平悬挑梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
RAH=ΣRUicosθi
其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力RCi=RUisinθi
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:
RU1=12.172kN。
(9)拉绳的强度计算
a.钢丝拉绳的内力计算
钢丝拉绳的轴力RU取最大值进行计算,为
RU=12.172kN
选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径18.5mm。
[Fg]=αFg/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=199.500kN;
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]=28.263kN≥Ru=12.172kN。
经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。
b.钢丝拉绳的拉环强度计算
钢丝拉绳的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为
N=RU=12.172kN
钢丝拉绳的拉环的强度计算公式为
σ=N/A≤[f]
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;
所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D=(12171.810×4/(3.142×50×2))1/2=12.4mm;
实际拉环选用直径D=14mm的HPB235的钢筋制作即可。
(10)锚固段与楼板连接的计算
水平悬挑梁与楼板压点采用压环钢筋,拉环强度计算如下:
水平悬挑梁与楼板压点的拉环受力R=0.362kN;
压环钢筋的设计直径D=16mm;
水平悬挑梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:
σ=N/2A≤[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每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;
A=πD2/4=3.142×162/4=201.062mm2
σ=N/2A=0.362×103/(201.062×2)=0.901N/mm2;
水平悬挑梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。
拉环所受应力小于50N/mm2,满足要求!