悬挑卸料平台第一版.docx
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悬挑卸料平台第一版
附图1:
悬挑卸料平台加工安装详图
附图2:
落地式钢管扣件卸料平台搭设详图
附图3:
G1悬挑卸料平台平面布置图
附图4:
G2、H1悬挑卸料平台平面布置图
附图5:
H2悬挑卸料平台平面布置图
附图6:
H3悬挑卸料平台平面布置图
一、编制依据
1.1泰达广场G&H区项目工程施工图纸设计(设计代号2009-050)
1.2《建筑施工高处作业安全技术规程》(JGJ80-91)
1.3《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-99)
1.4《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
1.5《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
二、工程概况
本工程在天津滨海新区经济技术开发区内,属于泰达现代服务产业区“MSD拓展区”项目,距天津市区45公里,紧邻天津港、保税区,该项目标段位于天津经济技术开发区第二大街北侧、发达街南侧、新城东路东侧、北海西路西侧。
场地成矩形,地形开阔,地势平坦。
基地中间被东绿廊东路步行街贯穿,分为G区和H区。
总占地约3.36万平方米,总建筑面积约24.23万平方米。
其中G地块建筑面积为12.38万平方米,H地块建筑面积为11.42万平方米,地块间建筑面积为4342m²。
整个工程共5座塔楼及裙楼。
其中G区由一座19层、一座20层塔楼、3层裙房和2层地下室组成;H区由两座19层塔楼、一座10层塔楼、2层裙房和2层地下室组成。
悬挑卸料平台使用部位在主体结构四层及以上。
四层以下利用屋面或者搭设落地式钢管扣件卸料平台。
三、悬挑卸料平台设计
(1)平台水平钢梁(主梁)采用18号工字钢,悬挑长度5.0m,内锚长度1.0m。
悬挑水平钢梁间距(平台宽度)3.0m。
(2)次梁采用16号工字钢,长度3.0m,次梁间距1.0m。
(3)底部铺板采用,50厚脚手板,用铁丝与次梁绑紧。
(4)防护栏杆采用ф48钢管焊接,挡板采用1.5mm厚多层板与钢管绑扎牢固。
(5)受力以2根Ф24钢丝绳为主,拉接位置在料台最外侧主梁端部,采用Ф20吊环连接。
另2根Ф24钢丝绳为保险。
拉接位置在料台最外侧主梁距受力钢丝绳3.5米处,采用Ф20吊环连接。
(6)钢丝绳拉接点采用预埋Ф20吊钩
详见卸料平台平面、剖面、节点图。
四、悬挑卸料平台计算书
(一)参数信息
1.卸料平台参数
平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度:
5.00m,悬挑水平钢梁间距(平台宽度):
3.00m。
水平钢梁(主梁)的锚固长度:
1.00m。
2.水平支撑梁
次梁采用16号工字钢,主梁采用18号工字钢,次梁间距1.00m。
3.荷载参数
面板材料类别:
木脚手板,脚手板自重:
0.35kN/m2;
栏杆、挡板类别:
五层胶合板,,栏杆、挡板脚手板自重:
0.30kN/m;
容许承载力均布荷载2.00kN/m2,最大堆放材料荷载20.00kN;
4.悬挑参数
内侧钢绳与墙的距离:
1.00m,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离:
3.74m;
上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离:
4.25m;
钢丝绳安全系数K:
8.00,悬挑梁与墙的接点按铰支计算;
只对外侧钢绳进行计算;内侧钢绳只是起到保险作用,不进行计算。
(二)次梁的计算
次梁选择16号工字钢,间距1.00m,其截面特性为
面积A=26.10cm2,惯性距Ix=1130.00cm4,转动惯量Wx=141.00cm3,回转半径ix=1.89cm
截面尺寸b=88.0mm,h=160.0mm,t=9.9mm
1.荷载计算
(1)面板自重标准值:
标准值为0.35kN/m2;
Q1=0.35×1.00=0.35kN/m
(2)最大容许承载力均布荷载为2.00kN/m2;
Q2=2.00×1.00=2.00kN/m
(3)槽钢自重荷载Q3=0.20kN/m
经计算得到,静荷载计算值q=1.2×(Q1+Q2+Q3)=1.2×(0.35+2.00+0.20)=3.06kN/m
考虑施工材料器具堆放的实际情况,将堆放荷载转化为线性荷载,
经计算得到,活荷载计算值P=1.4×20.00×1.00/5.00=5.60kN
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,最大弯矩计算值M=3.06×3.002/8+5.60×3.00/4=7.64kN.m
3.抗弯强度计算
其中γx——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σ=7.64×106/(1.05×141000.00)=51.63N/mm2;
次梁槽钢的抗弯强度计算σ<[f],满足要求!
4.整体稳定性计算
其中Фb——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:
Фb=1.30
由于Фb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用Фb查表得到其值为0.853
经过计算得到强度σ=7.64×106/(0.853×141000.00)=63.55N/mm2;
次梁槽钢的稳定性计算σ<[f],满足要求!
(三)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18号工字钢,其截面特性为
面积A=30.60cm2,惯性距Ix=1660.00cm4,转动惯量Wx=185.00cm3,回转半径ix=2.00cm
截面尺寸b=94.0mm,h=180.0mm,t=10.7mm
1.荷载计算
(1)栏杆自重标准值:
标准值为0.30kN/m
Q1=0.30kN/m
(2)钢自重荷载Q2=0.24kN/m
经计算得到,均布荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.30+0.24)=0.64kN/m
各次梁产生的集中荷载取次梁支座力,分别为
P1=(1.2×(0.35+2.00)×0.50×3.00/2+1.2×0.20×3.00/2)+28.00×0.50/5.00/2=3.88kN
P2=(1.2×(0.35+2.00)×1.00×3.00/2+1.2×0.20×3.00/2)+28.00×1.00/5.00/2=7.39kN
P3=(1.2×(0.35+2.00)×1.00×3.00/2+1.2×0.20×3.00/2)+28.00×1.00/5.00/2=7.39kN
P4=(1.2×(0.35+2.00)×1.00×3.00/2+1.2×0.20×3.00/2)+28.00×1.00/5.00/2=7.39kN
P5=(1.2×(0.35+2.00)×1.00×3.00/2+1.2×0.20×3.00/2)+28.00×1.00/5.00/2=7.39kN
P6=(1.2×(0.35+2.00)×0.50×3.00/2+1.2×0.20×3.00/2)+28.00×0.50/5.00/2=3.88kN
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)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=21.38kN,R2=19.16kN
最大弯矩Mmax=21.882kN.m
3.抗弯强度计算
其中γx——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σ=21.882×106/1.05/185000.0+23.845×1000/3060.0=120.44N/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Фb——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:
Фb=0.80
由于Фb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用Фb查表得到其值为0.718
经过计算得到强度σ=21.88×106/(0.718×185000.00)=164.85N/mm2;
主梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!
(四)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最大钢绳拉力分别为
RU1=32.03kN
(五)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=32.026kN
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);
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;
K——钢丝绳使用安全系数,取8.0。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×32.026/0.820=312.452kN。
选择6×37+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径为26.0mm。
钢丝绳夹的选用:
参见《建筑施工手册》第四版P803页。
钢丝绳夹作绳端固定或连接用。
其外形及规格如下表。
钢丝绳夹规格
选用M20的钢丝绳夹。
钢丝绳夹使用注意事项:
(1)钢丝绳夹应按图所示方法把夹座扣在钢丝绳的工作段上,U形螺栓扣在钢丝绳的尾段上,钢丝绳夹不得在钢丝绳上交替布置。
钢丝绳夹的正确布置方法
(2)每一连接处所需钢丝绳夹的最少数量如下表所示。
钢丝绳夹使用数量和间距
本工程选用4组,间距为200mm.
(3)绳夹正确布置时,固定处的强度至少为钢丝绳自身强度的80%,绳夹在实际使用中受载1、2次后螺母要进一步拧紧。
(4)离套环最近处的绳夹应尽可能地紧靠套环,紧固绳夹时要考虑每个绳夹的合理受力,离套环最远处的绳夹不得首先单独紧固。
(5)为了便于检查接头,可在最后一个夹头后面约500mm处再安一个夹头,并将绳头放出一个"安全弯"。
当接头的钢丝绳发生滑动时,"安全弯"即被拉直,这时就应立即采取措施。
安装钢丝绳夹放"安全弯"方法
(六)钢丝拉绳吊环的强度计算:
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为
N=RU=32.026kN
钢板处吊环强度计算公式为
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[f]=50N/mm2;
所需要的吊环最小直径D=[32026×4/(3.1416×50×2)]1/2=21mm
(七)锚固段与楼板连接的计算:
水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=19.157kN
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[19157×4/(3.1416×50×2)]1/2=15.6mm
经计算,15.6<20mm,采用的U形钢筋满足承载力计算要求!
水平钢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。
五、悬挑卸料平台装拆、提升措施
根据施工现场具体需要,选定卸料平台安装位置,卸料平台按附图组装完成后,然后利用塔吊通过吊环将平台平稳吊起,吊至预定位置后,将楼层混凝土里预埋的吊环和平台已焊牢的吊环通过钢丝绳连接,并用钢丝绳夹卡紧。
平台和钢丝绳不能和脚手架体靠牢。
最后将塔吊钢丝绳松开。
提升时先用塔吊钢丝绳将平台吊牢,再松下与主体相连的钢丝绳,其余步骤和安装时一样。
适宜每2层一提升。
六、悬挑卸料平台安全措施
1、卸料平台限重1吨,不得超载,安装前应在卸料平台上用醒目字体标明“限载1吨”字样。
使用前对工人进行安全教育。
2、平台采用50厚脚手板铺设。
3、卸料平台与脚手架之间的空隙必须用木板封闭。
4、临边设1.2米高防护栏杆并用双层密目网密闭,四周采用1.5厚多层板做200高挡脚板。
5、安拆工作必须有专业架子工完成,作业过程必须有专人看护。
、
6、每次安装好,在使用前应做专项检查,验收。
七、钢管扣件式落地卸料平台设计及计算
(一)搭设工艺
搭设高度
最高13米
立杆
ø48*3.0钢管间距0.9米立杆下沿立杆方向铺50厚脚手板
横杆
ø48*3.0钢管步距0.9米
扫地杆
距地0.2米
剪刀撑
卸料平台四周搭设竖向、连续、落地剪刀撑,如卸料平台边长超过6米,应在中间增加一道竖向、连续、落地剪刀撑。
拉结点
在结构面或框架柱上用钢管与卸料平台拉结,每层不少于2道每道四根钢管,分别与卸料平台四角立杆相连。
操作面
操作面满铺50厚脚手板,用铁丝与水平钢管固定绑紧,卸料平台栏杆高1.2米,中间加一道横杆,栏杆用密目网封闭,栏杆下用多层板做0.2米高踢脚板。
地基
落地卸料平台搭设在地下室顶板上,严禁搭设在地下室外墙以外
搭设位置
根据现场施工需要搭设
(二)参数信息
1.基本参数
模板支架搭设高度为13.0米;
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=0.90米,立杆的横距l=0.90米,立杆的步距h=1.20米;
横杆与立杆采用双扣件方式连接,
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a=0.10米,平台底钢管间距离=900.00mm;
采用的钢管类型为Ф48×3.0。
2.荷载参数
脚手板自重(kN/m2):
0.35;
栏杆自重(kN/m):
0.15;
材料堆放最大荷载(kN/m2):
5.00;
施工均布荷载(kN/m2):
1.00;
(三)纵向支撑钢管的计算
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为
截面抵抗矩W=4.49cm3;
截面惯性矩I=10.78cm4;
纵向钢管计算简图
1.荷载的计算:
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m):
q1=0.350×0.900=0.315kN/m
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m):
q21=5.000×0.900=4.500kN/m
(3)施工荷载标准值(kN/m)
q22=1.000×0.900=0.900kN/m
经计算得到,活荷载标准值q2=5.400kN/m
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
最大弯矩计算公式如下:
最大支座力计算公式如下:
静荷载q1=1.2×0.315=0.378kN/m
活荷载q2=1.4×5.400=7.560kN/m
最大弯矩Mmax=(0.10×0.378+0.117×7.560)×0.9002=0.747kN.m
最大支座力N=(1.1×0.378+1.2×7.56)×0.90=8.539kN
抗弯计算强度f=0.747×106/4490.0=166.39N/mm2
纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载q1=0.315kN/m
活荷载q2=5.400kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.315+0.990×5.400)×900.04/(100×2.06×105×107800.0)=1.642mm
纵向钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
(四)横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=8.54kN
支撑钢管计算简图
支撑钢管剪力图(kN)
支撑钢管弯矩图(kN.m)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.000kN.m
最大变形vmax=0.000mm
最大支座力Qmax=8.539kN
抗弯计算强度f=0.000×106/4490.0=0.00N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
(五)扣件抗滑移的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,
P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,
按照扣件抗滑承载力系数0.80
该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=8.54kN
双扣件抗滑承载力的设计计算R<=12.80满足要求!
(六)立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.117×13.000=1.523kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)栏杆的自重(kN):
NG2=0.150×0.900=0.135kN
(3)脚手板自重(kN):
NG3=0.350×0.900×0.900=0.284kN
(4)堆放荷载(kN):
NG4=5.000×0.900×0.900=4.050kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.991kN。
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=1.000×0.900×0.900=0.810kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×5.991+1.4×5.991=8.324
(七)立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.32kN;
Ф——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49
σ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1uh
(1)
l0=(h+2a)
(2)
k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.185;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.80
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.10m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度l0=k1uh=1.185×1.80×1.20=2.56
l0/i=2559.600/16.000=159.975
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数Ф=0.27
钢管立杆受压应力计算值σ=71.76N/mm2,
立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
l0/i=1400.000/16.000=87.500
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数Ф=0.67
钢管立杆受压应力计算值σ=29.16N/mm2,
立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.047;
公式(3)的计算结果:
l0/i=108.561
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数Ф=0.52
钢管立杆受压应力计算值σ=37.54N/mm2,
立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
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