悬挑卸料平台计算书
计算依据《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)和《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
悬挂式卸料平台的计算参照连续梁的计算进行。
由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大,因此必须严格地进行设计和验算。
平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度4.20m(考虑2.5m卸料平台,1.05m脚手架宽,脚手架内立杆离墙0.3m,
卸料平台内次梁离脚手架外立杆距离0.15m),悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.00m。
次梁采用[10号槽钢,主梁采用[14a号槽钢,次梁间距0.60m。
施工人员等活荷载2.00kN/m2,最大堆放材料荷载15.00kN。
在平台主梁吊环的位置处,要四周围焊210×100×8,钢板上部割直径40mm圆孔作吊环。为防止钢板锐角切断钢丝绳,在圆孔处钢板两侧各焊直径12mm钢筋圆孔。也可采用φ16圆钢吊环与平台主梁焊接,焊缝满焊。
预埋在建筑物上的吊环采用φ16圆钢,与卸料平台的垂直距离为5.30米(考虑钢丝绳与平台主梁夹角在450以上,应考虑4.2米以上高度,预埋在梁中)。
钢丝绳采用每侧双根,内钢丝绳离墙3.0米,外钢丝绳与内钢丝绳间距1.00米。
一、次梁的计算
次梁选择[10号槽钢槽钢,间距0.60m,其截面特性为
面积A=12.74cm2,惯性距Ix=198.30cm4,转动惯量Wx=39.70cm3,回转半径ix=3.95cm
截面尺寸 b=48.0mm,h=100.0mm,t=8.5mm
1.荷载计算
(1)脚手板的自重标准值:本例采用冲压钢脚手板,标准值为0.30kN/m2;
Q1 = 0.30×0.60=0.18kN/m
(2)最大的材料器具堆放荷载为15.00kN,转化为线荷载:
Q2 = 15.00/4.20/2.00×0.60=1.07kN/m
(3)槽钢自重荷载 Q3=0.10kN/m
经计算得到,静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2+Q3) = 1.2×(0.18+1.07+0.10) = 1.62kN
经计算得到,活荷载计算值 P = 1.4×2.00×0.60=1.68kN/m
2.内力计算
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的计算公式为
经计算得到,活荷载计算值 M = 1.62×2.002/8+1.68×2.00/4=1.65kN.m
3.抗弯强度计算
其中 x —— 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;
经过计算得到强度 =1.65×106/(1.05×39700.00)=39.57N/mm2;
次梁槽钢的抗弯强度计算 < [f],满足要求!
4.整体稳定性计算
其中 b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
经过计算得到 b=570×8.5×48.0×235/(2000.0×100.0×235.0)=1.16
由于 b大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用 b'查表得到其值为0.810
经过计算得到强度 =1.65×106/(0.810×39700.00)=51.28N/mm2;
次梁槽钢的稳定性计算 < [f],满足要求!
二、主梁的计算
卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。
主梁选择[14a号槽钢槽钢,其截面特性为
面积A=18.51cm2,惯性距Ix=563.70cm4,转动惯量Wx=80.50cm3,回转半径ix=5.52cm
截面尺寸 b=58.0mm,h=140.0mm,t=9.5mm
1.荷载计算
(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用栏杆、冲压钢与挡脚手板,标准值为0.11kN/m;
Q1 = 0.11kN/m
(2)槽钢自重荷载 Q2=0.14kN/m
经计算得到,静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.11+0.14) = 0.30kN/m
经计算得到,次梁集中荷载取次梁支座力 P = (1.62×2.00+1.68)/2=2.46kN
2.内力计算
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。
悬挑卸料平台示意图
悬挑卸料平台水平钢梁计算简图
经过连续梁的计算得到
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)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=10.997kN,R2=9.950kN
支座反力 RA=9.950kN
最大弯矩 Mmax=8.565kN.m
3.抗弯强度计算
其中 x —— 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;
经过计算得到强度 =8.565×106/1.05/80500.0+8.459×1000/1851.0=105.903N/mm2
主梁的抗弯强度计算强度小于[f],满足要求!
4.整体稳定性计算
其中 b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
经过计算得到 b=570×9.5×58.0×235/(4200.0×140.0×235.0)=0.53
经过计算得到强度 =8.57×106/(0.534×80500.00)=199.20N/mm2;
主梁槽钢的稳定性计算 < [f],满足要求!
三、钢丝拉绳的内力计算:
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
其中RUicos i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力 RCi=RUisin i
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为
RU1=13.874kN
四、钢丝拉绳的强度计算:
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算,为
RU=13.874kN
如果上面采用钢丝绳,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。
计算中[Fg]取13.874kN, =0.82,K=10.0,得到:
钢丝绳最小直径必须大于18mm才能满足要求!
五、钢丝拉绳吊环的强度计算:
在平台主梁吊环的位置处,要四周围焊210×100×8,钢板上部割直径40mm圆孔作吊环。为防止钢板锐角切断钢丝绳,在圆孔处钢板两侧各焊直径12mm钢筋圆孔。也可采用φ16圆钢吊环与平台主梁焊接,焊缝满焊。
预埋在建筑物上的吊环采用φ16圆钢。
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为
N=RU=13.874kN
钢板处吊环强度计算公式为
其中 A=(100-40)×8=480mm2
=13874/480=28.90N/mm2
焊接在平台主梁和预埋在建筑物梁上的ф16圆钢,其A=1/4×∏×16×16=201 mm2,
=13874/201=69.02N/mm2
吊环强度计算 < [f]=125N/mm2,满足要求!
六、操作平台安全要求:
1.卸料平台的上部位结点,必须位于建筑物上,不得设置在脚手架等施工设备上;
2.斜拉杆或钢丝绳,构造上宜两边各设置前后两道,并进行相应的受力计算;
3.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;
4.卸料平台左右三侧必须装置固定的防护栏;
5.卸料平台吊装,需要横梁支撑点电焊固定,接好钢丝绳,经过检验才能松卸起重吊钩;
6.钢丝绳与水平钢梁的夹角最好在45-60度;
7.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;
8.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。