建筑吊篮施工荷载计算及吊篮承载力相关计算.doc
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建筑吊篮施工荷载计算及吊篮承载力相关计算
根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010进行计算、核验,公式引用该规范(特别注明除外),以下计算中悬吊平台按5.5m长计算。
一、吊篮施工荷载计算及吊篮承载力计算
根据JGJ202-2010施工活载标准值宜按均布荷载考虑,应为1KN/m2
吊篮的施工活载QK=[(长度)5.5m*(宽度)0.76m]*1KN/m2=4.18KN
ZLP630电动吊篮的额定荷载为630kg,安全荷载应控制在额定荷载的80%,即630*80%=504kg=4.94KN>4.18KN,吊篮承载符合要求。
二、吊蓝的风荷载标准值计算
Qwk=wk×F(5.1.4)
式中Qwk——吊蓝的风荷载标准值(kN);
wk——风荷载标准值(kN/m2);
F——吊蓝受风面积(m2)。
风荷载标准值的计算:
wk=βgzμzμswo(GB50009-20017.1.1-2)
式中wk—风荷载标准值(kN/m2);
βgz—高度z处的阵风系数;
μs—风荷载体型系数,取1.0;
μz—风压高度变化系数;
wo—基本风压(kN/㎡),取0.45。
本工程属B类地区
计算高度z按77.95米
μz:
75m高处风压高度变化系数:
(GB50009-20017.2.1)
μz=()0.32=1.9292
μf:
脉动系数:
(GB50009-20017.4.2-8)
μf=0.5×()-0.16=0.3600
βgz:
阵风系数:
(GB50009-20017.5.1-1)
βgz=0.89×(1+2×μf)=1.5308
吊蓝在结构设计时,应应考虑风荷载影响;在工作状态下,应能承受基本风压值不低于500Pa;在非工作状态下,当吊蓝高度不大于60m时,应能承受基本风压值不低于1915Pa,每增高30m,基本风压值增加165Pa;吊蓝的固定装置结构设计风压值应按1.5倍的基本风压值计算。
wk=βgzμzμswo
=1.5308*1.9292*1.0*0.45
=1.3289kN/m2
受风面积F取0.9m2
吊蓝的风荷载标准值Qwk=wk*F=1.3289*0.9=1.196KN
三、吊蓝工作钢丝绳安全系数及受力核算
已知条件:
吊篮额定荷载630kg
吊篮平台重量约410kg(含平台、提升机、安全锁、电控箱等)
工作钢丝绳重量每根80m*0.30kg/m=24kg
钢丝绳最小破断拉力53KN
吊蓝工作钢丝绳所承受荷载,应符合下列规定:
1、竖向荷载标准值应按下式计算:
Q1=(GK+QK)/2(5.2.2-1)
式中Q1——吊蓝动力钢丝绳竖向荷载标准值(kN);
GK——吊蓝及钢丝绳自重标准值(kN);
QK——施工活荷载标准值(kN)。
GK=平台410+钢丝绳48=458kg=4.488KN
Q1=(4.488+4.18)/2=4.334KN
2、作用于吊蓝上的水平荷载可只考虑风荷载,并应由两根钢丝绳各负担1/2,水平风荷载标准值应按下式计算:
Q2=QWK/2(5.2.2-2)
式中Q2——吊蓝动力钢丝绳水平荷载标准值(kN);
QWK——水平风荷载标准值(kN)。
Q2=QWK/2=1.196/2=0.598KN
3、钢丝绳安全系数计算:
根据GB19155-2003,钢丝绳安全系数不应小于9。
其值按下式计算:
GB19155-2003(5.4.6.2)
式中:
——安全系数;
——单根钢丝绳最小破断拉力,kN;
——钢丝绳根数;
——额定载重量、悬吊平台自重和钢丝绳自重所产生的重力之和(kN)。
=53*2/((630+410+48)*9.8*10-3)=9.94>9
钢丝绳安全系数符合要求。
4、吊蓝在使用时,其动力钢丝绳所受拉力应按下式核算:
(5.2.3)
式中QD——动力钢丝绳所受拉力的施工核算值(kN);
K——安全系数,选取9。
QD=9*(4.3342+0.5982)0.5=39.375KN<53KN
钢丝绳受力符合要求。
四、吊篮防倾翻安全系数验算
15004600
G F2
F1
1、最常用的前梁外伸1.5米时,前后支架间距为4.6米,允许载重630kg
单个后支架重G1=50kg
每个支架配重G2=450kg
防倾翻力F2=G1+G2=500kg
单个端部吊重G=(630+410+24*4)/2=568kg
吊臂的力矩M1=1.5G=1.5×568×9.8=8349.6牛*米
反倾翻力矩M2=4.6F2=4.6×500×9.8=22540牛*米
N=M2/M1=22540/8114.4=2.70﹥2
吊蓝的抗倾翻能力符合要求。
2、根据吊篮使用说明书,当前梁最大外伸1.7米时,前后支架间距为4.4米,允许载重480kg
单个端部吊重G=(480+410+24*4)/2=493kg
吊臂的力矩M1=1.7G=1.7×493×9.8=8213.38牛*米
反倾翻力矩M2=4.4F2=4.4×500×9.8=21560牛*米
N=M2/M1=21560/8213.38=2.62﹥2
吊蓝的抗倾翻能力符合要求。
3、吊杆钢丝绳固定位置从端部移到尾部时,整个吊杆的受力情况如图所示:
对A点,钢丝绳对整个吊杆系统产生的水平力为F,方向向右;
对B点,钢丝绳对整个吊杆系统产生的水平力也是F,方向向左;
即对整个吊杆系统而言,钢丝绳固定在B点时,钢丝绳对整个吊杆系统产生的是一对大小相等,方向相反的水平力。
综上所述:
对于整个钢丝绳加吊杆系统来讲,产生的水平力只是整个系统的内力,与钢丝绳固定在吊杆端部的安装方式相比,并没有对整个系统水平方向的外力产生影响。
五、悬挂机构支架的结构受力计算
1、支承悬挂机构前支架的结构所承受集中荷载应按下式计算:
ND=QD(1+L1/L2)+GD(5.2.6)
式中:
ND—支承悬挂机构前支架的结构所承受集中荷载(kN);
QD—吊篮动力钢丝绳所受拉力的施工核算值;
GD—悬挂横梁自重(kN);约50Kg,取0.49KN;
L1—悬挂横梁前支架支撑点至吊蓝吊点的长度(m);
L2—悬挂横梁前支架支撑点至后支架支撑点的长度(m)。
ND=(39.375/9)*(1+1.5/4.6)+0.49=6.29KN
2、支承悬挂机构后支架的结构所受承受的集中荷载应按下式计算:
T=2(QD×L1/L2)(5.2.7)
式中:
T—支承悬挂机构后支架的结构所受承受的集中荷载(kN)。
T=2*[(39.375/9)*1.5/4.6]=2.85KN
当非施工状态下后支架所受集中荷载最大,为配重和后支架的重量:
450+50=500kg=4.9KN
所以后支架的结构所受承受的集中荷载取4.9KN
悬挂机构前、后支架的结构所承受集中荷载情况由原建筑设计单位复核。
六、安全锁允许冲击力计算
根据GB19155-2003,安全锁允许冲击力按下式计算:
GB19155-2003(5.4.5.4)
式中:
——允许冲击力,kN;
——冲击系数,一般取值为2~3;
——双吊点:
50%悬吊平台自重与75%额定载重量之和所产生的重力(kN),单吊点:
悬吊平台自重与额定载重量之和所产生的重力(kN)。
F=(2~3)*(0.5*410+0.75*630)*9.8*10-3
=(2~3)*6.64
=13.28KN~19.92KN<30KN
安全锁允许冲击力符合要求。
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