悬挑平台方案.docx
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悬挑平台方案
目录
一、工程概况
二、计算依据
三、计算参数
四、卸料平台验算
五、操作平台安全要求
一、工程概况
泉州中联华庭3-6#、3-7#楼工程位于泉州市丰泽区刺桐公园边，由泉州中联房地产开发有限公司开发、泉州市住宅建筑设计院设计、泉州新时代工程建筑监理有限公司监理、福建省远南建设发展有限公司承建。
该工程为框架—剪力墙结构其中3-6#楼总高度72.8m，3-7#楼总高度75.7m，总建筑面积29066㎡（地下4666㎡、地上24400㎡），考虑到采用落地脚手架周转材料消耗大，中间分段卸荷,故本工程施工过程中将采用悬挑转料平台。
为保证脚手架施工能安全、顺利地进行，特编制本方案。
二、计算依据
本计算数参照以下规范及专业书籍进行编制：
《省直监工程建筑施工转料平台安全技术若干规定》闽建建函[2007]52号
《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；
《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；
《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社；
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社；
《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业出版社；
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社；
《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91中国建筑工业出版社。
三、计算参数
1、主悬挑梁截面特征：
型钢截面类型:
槽钢；
型钢型号:
16号槽钢；
截面放置方向：
槽口水平；
单位重量qg（kN/m）：
0.193；
截面尺寸b（mm）：
65；
截面尺寸t（mm）：
10；
截面尺寸h（mm）：
160；
截面积A（cm2）：
25.15；
抵抗矩Wx（cm3）：
116.8；
惯性矩Ix（cm4）：
934.5；
回转半径ix（cm）：
6.1；
钢材的屈服点fy：
235；
抗弯、抗压容许应力[σ]（N/mm2）：
215；
弹性模量E（N/mm2）：
206000；
2、水平次梁截面特征：
型钢截面类型：
槽钢；
型钢型号：
16号槽钢；
截面放置方向：
槽口坚向；
单位重量qg（kN/m）：
0.193；
截面尺寸b（mm）：
65；
截面尺寸t（mm）：
10；
截面尺寸h（mm）：
160；
截面积A（cm2）：
25.15；
回转半径iyx（cm）：
1.82；
抵抗矩Wy（cm3）：
17.55；
惯性矩Iy（cm4）：
83.4；
钢材的屈服点fy：
235；
抗弯、抗压容许应力[σ]（N/mm2）：
215；
弹性模量E（N/mm2）：
206000；
2、卸料平台构造参数
主梁悬挑长度La（m）：
2；
主梁锚固长度Lb（m）：
3；
平台计算宽度Lc（m）：
2；
次梁间距a1（mm）：
300；
锚固类型：
铰支；
次梁与建筑物的最大允许距离a2（mm）：
200；
内侧钢丝绳与建筑物间距ha（m）：
1.1；
外侧钢丝绳与内侧钢丝绳间距hb（m）：
0.5；
钢丝绳上部锚固点与型钢墙支点间距hc（m）：
3；
3、荷载参数
脚手板自重qj（kN/m2）：
0.35；
施工均布荷载qs（kN/m2）：
2；
栏杆、挡脚板自重qd（kN/m）：
0.15；
设计材料堆放承载力qf（kN/m2）：
10；
4、其他参数
钢丝绳安全系数k：
6；
主悬挑梁型钢截面塑性发展系数γy：
1.05；
水平次梁型钢截面塑性发展系数γy：
1.05；
荷载分项系数（查GB50009-2001第8页）:
γG：
1.2；可变荷载γQ：
1.4；
四、卸料平台验算
1、水平次梁验算
水平次梁支撑平台脚手板上的堆料荷载和施工荷载，搁置在两根主悬挑梁之间，按照均布荷载加集中荷载作用下的简支梁计算弯矩、强度和稳定性。
平台底支撑钢管计算简图
（1）荷载的计算：
荷载设计值（用于计算弯矩）
均布静荷载公式：
q静设=1.2×[a1×（qj+qf）+qd+qg]
均布静荷载计算式：
q静设=1.2×[0.3×（0.35+10）+0.15+0.193]≈4.138kN/m；
集中活荷载公式：
P活设=1.4×a1×Lc×qs
集中活荷载计算式：
P活设=1.4×0.3×2×2=1.68kN；
荷载标准值（用于计算挠度）
均布静荷载公式：
q静标=a1×（qj+qf）+qd+qg
均布静荷载计算式：
q静标=0.3×（0.35+10）+0.15+0.193≈3.448kN/m；
集中活荷载公式：
P活标=a1×Lc×qs
集中活荷载计算式：
P活标=0.3×2×2=1.2kN；
（2）最大弯矩及最大支座反力计算
根据平台底水平次梁的特点，可以按照按简支梁计算最大弯矩。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配情况下产生弯矩之和。
最大弯距计算公式如下:
公式：
Mmax=q静设×Lc2/8+p活设×Lc/4
计算式：
Mmax=4.138×22/8+1.68×2/4≈2.909kN.m
最大支座反力计算公式如下：
公式一（用于计算弯矩）：
Pmax设=q静设×Lc/2+P活设/2
计算式：
Pmax=4.138×2/2+1.68/2≈4.978kN
公式一（用于计算挠度）：
Pmax标=q静标×Lc/2+P活标/2
计算式：
Pmax=3.448×2/2+1.2/2≈4.048kN
（3）抗弯强度验算
公式：
σ=Mmax/（γy×Wy）
计算式：
σ=2909071.2/（1.05×17550）≈157.87N/mm2
结论：
次梁槽钢的最大应力计算值σ=157.87N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=215N/mm2,满足要求!
（4）整体稳定性验算
均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数φb，按照下式计算
公式：
φb=570×b×t×235/（Lc×h×fy）
计算式：
φb=570×65×10×235/（2000×160×235）≈1.158
由于φb大于0.6，按照下面公式调整：
公式：
φb’=1.07-0.282/φb＜1.0
计算式：
φb’=1.07-0.282/1.158≈0.826
型钢的稳定性,按下式验算
公式：
σ=Mmax/（φb×Wy）
计算式：
σ=2909071.2/（0.826×17550）≈200.571N/mm2
结论：
次梁槽钢的稳定性验算σ=200.57N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=215N/mm2,满足要求!
2、主悬挑梁验算
（1）最大弯矩及支座反力计算
主悬挑梁支撑水平次梁传递下来的集中荷载，一端锚固在建筑内，挑出部分由多道钢丝绳吊拉,可按照集中荷载（水平次梁传递荷载）加均布荷载（型钢自重）作用下的挑支连续梁计算弯矩和挠度。
根据规范要求，内外钢丝绳都需进行单独受力计算，以下对内外钢丝绳分别进行单独受力计算。
外侧钢丝绳及悬挑梁受力计算：
由于主悬挑梁上的集中荷载位置不固定，应此无法按照公式计算。
以下是计算机按照“有限元法”计算的结果包括图形：
悬挑卸料平台示意图
外侧钢丝绳受力水平悬挑钢梁计算简图
外侧钢丝绳受力悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图（kN.m）
外侧钢丝绳受力悬挑水平钢梁支撑梁剪力图（kN）
外侧钢丝绳受力悬挑水平钢梁支撑梁变形图（mm）
卸料平台的主悬挑梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的挑支连续梁计算，由计算机根据矩阵位移法（有限元法）算得：
支座反力R外=8.074kN（外侧钢丝在悬挑梁吊点受力）
最大弯矩Mmax外=1.419kN.m；
最大挠度V外=0.13mm；
内侧钢丝绳及悬挑梁受力计算：
由于主悬挑梁上的集中荷载位置不固定，应此无法按照公式计算。
以下是计算机按照“有限元法”计算的结果包括图形：
悬挑卸料平台示意图
内侧钢丝绳受力水平悬挑钢梁计算简图
内侧钢丝绳受力悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图（kN.m）
内侧钢丝绳受力悬挑水平钢梁支撑梁剪力图（kN）
内侧钢丝绳受力悬挑水平钢梁支撑梁变形图（mm）
卸料平台的主悬挑梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的挑支连续梁计算，由计算机根据矩阵位移法（有限元法）算得：
支座反力R内=11.723kN（内侧钢丝在悬挑梁吊点受力）
最大弯矩Mmax内=3.008kN.m；
最大挠度V内=0.52mm；
（2）抗弯强度验算
外侧钢丝绳受力时主悬挑梁轴心压力计算：
式中N主悬挑梁轴心压力（根据支座反力算得）
公式：
N外=R外×（ha+hb）/hc
计算式：
N外=8.074×（1.1+0.5）/3≈4.306kN
公式：
σ=Mmax外/（γx×Wx）+N外/A
计算式：
σ=1419310.385/（1.05×116800））+4306.21/2515≈13.285N/mm2
结论：
主梁槽钢的最大应力计算值13.29N/mm2小于主梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
内侧钢丝绳受力时主悬挑梁轴心压力计算：
式中N主悬挑梁轴心压力（根据支座反力算得）
公式：
N内=R内×ha/hc
计算式：
N内=11.723×1.1/3≈2.961kN
公式：
σ=Mmax内/（γx×Wx）+N内/A
计算式：
σ=3008249.894/（1.05×116800））+2960.52/2515≈25.706N/mm2
结论：
主梁槽钢的最大应力计算值25.71N/mm2小于主梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
（3）整体稳定性验算
均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数φb，按照下式计算
公式：
φb=570×b×t×235/（l×h×fy）
计算式：
φb=570×65×10×235/（2000×160×235）≈1.158
由于φb大于0.6，按照下面公式调整：
公式：
φb’=1.07-0.282/φb＜1.0
计算式：
φb’=1.07-0.282/1.158≈0.826
型钢的稳定性,按下式验算
按照内外钢丝绳单独受力时的最大弯矩计算;
公式：
σ=Mmax/（φb×Wx）
计算式：
σ=3008249.89/（0.826×116800）≈22.245N/mm2
结论：
主梁槽钢的稳定性验算σ=22.25N/mm2小于[f]=215N/mm2,满足要求!
3、钢丝拉绳直径计算
（1）钢丝绳轴心拉力计算
公式：
N绳外=R外×[（ha+hb）2+hc2]0.5/hc
计算式：
N绳外=8.074×[（1.1+0.5）2+32]0.5/3≈3.22kN
公式：
N绳内=R外×（ha2+hc2）0.5/hc
计算式：
N绳内=11.723×（1.12+32）0.5/3≈3.88kN
（2）钢丝绳的最小直径计算
计算轴心拉力最大的钢丝绳直径
公式一：
Fg=[Fg]×K/α
公式二：
d=（Fg/0.5）0.5
其中Fg－钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）；
d－为钢丝绳最小直径（mm）；
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；本工程取0.85；
K－钢丝绳使用安全系数。
计算中α取0.85，K取6，得到：
计算式一：
Fg=3.88×6/0.85≈27.391kN
计算式二：
d=（27.391/0.5）0.5≈7.401mm
结论:
经计算，钢丝绳最小直径必须大于7.401mm才能满足要求！
（3）吊环的最小直径计算
公式：
d=（2×[Fg]/[f]/π）0.5
其中[f]－吊环钢筋抗拉强度，《混凝土结构设计规范》规定[f]=50N/mm2；
A－吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算；
d－为吊环最小直径（mm）；
计算式：
d=（2×27.391/50/3.14）0.5≈0.591mm
结论：
经计算，吊环最小直径必须大于0.591mm才能满足要求！
五、操作平台安全要求:
1、转料平台必须单独设置，不得与外脚手架相连。
同时，在同一垂直面上不得重复设置。
2、转料平台应自成受力体系，其载荷应直接传递给工程结构，不得传递给脚手架。
其支点或上部吊拉点的工程结构应通过计算复核满足施工期间荷载的安全要求，平台两边应各用2道钢丝绳与建筑物上梁柱相拉卸荷，钢丝绳采用的直径应经计算确定，吊拉点的锚固强度应验算复核。
3、转料平台的支承结构应为型钢制作的悬挑梁或悬挑桁架等，不得采用钢管；其节点应螺栓联结或焊接，不得采用扣件连接。
转料平台的水平杆间距不大于1米，与预埋固定件紧固连接。
转料平台至少设三道横杆，间距不大于1米。
转料平台水平杆和横杆的型号、规格大小应经设计计算确定。
4、转料平台与建筑物连接应采用水平支承于建筑梁板结构上的形式，固定端长度应大于1.8米，与建筑物连接必须可靠（如可在建筑物上预埋不少于两道的钢筋套箍固定，或由不少于两道的预埋U型螺栓与压板采用双螺母固定，螺杆露出螺母应不少于3扣），其连接强度应经计算确定。
楼层钢筋隐蔽验收时应包括连接件的预埋或预留。
5、转料平台周围应按临边防护要求设置防护栏杆及密目网，连接牢固，应能承受1000N的外力。
平台两侧栏杆不小于三道，高度不低于1.5米，平台脚手板不得使用竹笆榀，脚手板应满铺固定牢靠并有防滑措施，不能有移动和空隙。
同时平台前应设置平网防护。
6、转料平台构配件宜定型化，采用的原材料材质及性能应符合现行国家标准、规范要求，应按规定进行进场验收和检验，合格后方可使用。
7、在转料平台的明显处应设置安全警示标志牌，标明使用要求和限载重量。
平台上的施工荷载必须符合设计要求，不得超载或集中堆载，堆载高度不宜超过1.2m。
8、转料平台使用中应有专人检查，建立定期检查制度，对水平杆与建筑物的连接、上拉钢丝绳与梁的连接等部位及防护栏杆、密目网、平台前平网、警示标牌的完好性进行检查。
9、转料平台拆卸。
转料平台拆卸前，应对转料平台完好性进行检查；拆卸工作需按专项方案及安全操作规程要求进行；拆卸前应对作业人员进行安全技术交底。
拆卸时应有可靠防止人员、物料坠落措施，严禁抛掷物料。
10、转料平台搭设、拆卸时，应设置警戒区，禁止无关人员进入施工现场。
施工现场应设置负责统一指挥的人员和专职监护的人员，各工序应当定岗、定人、定责，作业人员应严格执行施工方案和有关安全技术规定。
夜间或遇六级以上大风及雷雨等天气，不得进行搭设与拆卸作业。
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