卸料平臺設計實例
中國人民解放軍××××部隊某經濟適用住房工程為高層板式住宅樓,層高3m,18#樓地上17層,20#樓地上13層,建筑面積約23000m2。為了克服以往主體施工中卸料平臺與主體連接復雜(須埋設預埋件鐵件、錨環);搭設外架時須專門留設卸料平臺口;住宅樓層高較低,大鋼模板施工外架距墻較遠,斜拉鋼絲繩角度小,故進行了以下懸挑式轉料平臺設計,拆裝方便,能夠多次利用。
該平臺長5.5m,寬1.6m,主次梁均采用槽鋼制作,上鋪40厚木板,用2根鋼絲繩斜拉固定,2根作為備用。容許荷載:集中力400kg;限載1000kg。
一、 設計依據
1.《建筑施工高處作業安全技術規程》(JGJ80—91)
2.《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)
3.《建筑施工安全檢查標準》(JGJ59—99)
4.《建筑安全》2002年第2期陶傳普的《懸挑式卸料鋼平臺設計》
二、設計方案(如圖1、2所示)


卸料鋼平臺主梁長5.5m,寬1.6m,其中0.9m在樓層面。主梁用[12槽鋼制作,次梁用[10槽鋼制作,上鋪40mm木板,用M8的螺栓與次梁相連。兩邊用兩根6×37━15.5鋼絲繩斜拉固定,拉繩和卸料平臺平面成33°,另外兩根備用斜拉鋼絲繩與平臺成38°,斜拉鋼絲繩張開一定距離固定在剪刀墻螺桿孔內。平臺兩側設1m高的防護欄桿,掛密目網。以下是對其主次梁強度、穩定性,鋼絲繩的強度,以及擋腳、吊環焊縫的演算。
二、 鋼平臺的計算
(1) 次梁計算
A:荷載計算(如圖3所示)

次梁選用[10槽鋼制作,共設5道;其間距為0.8m,各用2顆M12螺絲固定在主梁槽內。
依據JGJ80—91,并按相關規定永久荷載,可變荷載分項系數分別取1.2、1.4。
鋪板自重:
g1:0.35×0.8×1.2=0.336kN/m
槽鋼自重:
g1:10×9.8×1.2=0.118kN/m
集中荷載(容許荷載:集中力400kg):
P 1=400×9.8×1.4=5.488kN
施工活荷載(限載1000kg;每平方米活荷載1000×9.8/(3.2×1.6)=1.914N/m2):
q 1=1.914×0.8×1.4=2.144kN/m2
B:抗彎強度驗算
普通[10槽鋼:重量為10kg/m、A=12.7cm2、截面慣性矩Ix=198cm4、截面抵抗矩Wx=39.7cm3
f=215N/mm2
按簡支梁計算,集中荷載的最不利位置位于跨中,如圖2所示:
查靜力計算表得:

根據GB50017—2003查得γx=1.05

因型鋼腹板一般較厚,剪力不起控制作用,且木板用螺栓連接密鋪于次梁之上,能阻止梁受壓翼緣側向位移,不必進行次梁的剪刀和穩定性驗算。
(2)主梁計算
普通[12槽鋼:重量為12.4kg/m、A=15.7cm2、截面慣性矩Ix=391cm4、截面抵抗矩Wx=62.1 cm3、f=215N/mm 2、t=9mm、b=53mm、h=126mm。[NextPage]
A:豎向力計算(內力計算如圖4所示)。

主梁承受次梁傳來的集中荷載和欄桿、擋板以及自身重量的均布荷載,如圖3所示。依據JGJ80—91,按相關規定永久荷載、活荷載分項系數分別取1.2、1.4。
主梁槽鋼自重:12.4×9.8×1.2=0.146kN/m
欄桿、擋板:0.2×1.2=0.24kN/m
P1:
0.454×0.8+2.144×0.8=0.3632+1.7152=2.08kN
P2:
0.336/2×0.8+0.118×0.8+2.144/2×0.8=1.09kN
Q:
0.146+0.24=0.386kN·m
計算主梁最不利荷載處(及最大彎距處)

由圖4可知M P1b=6.588kN·m點彎矩最大,所以主梁b點為最不利荷載處,以容許荷載集中力400kg為前提,在該點存在一個集中力,假設其為φ1000的圓形混凝土料斗,該集中力對主梁最不利時,應距主梁b點500處。

B:抗彎強度驗算
M max=6.588+4.33=10.918kN·m
根據GBJ17—2002查得γMX=1.05

D:穩定性驗算
根據《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)得:

因其次灘上有剛性鋪板,可阻止受壓翼緣側的位移,按《規范》規定,可不計算穩定性。
(3)吊環、鋼絲繩、擋腳演算

因建筑物條件限制和保持平臺的一定穩定性,實際施工中,鋼絲繩往往張開一定距離固定在剪力墻螺桿孔內,張開距離按1.5m計算,得:

1)吊環強度驗算(查φ12圓鋼A=113mm2,f=210N/mm2)

2)鋼絲繩抗拉強度驗算
鋼絲繩抗拉強度容許值由下式計算:S=αPg/K。
Pg為鋼絲繩的破斷拉力總和,用抗拉強度1700kN/mm2,φ15.5鋼絲繩。
查表得Pg=152kN。
α考慮鋼絲繩受力不均勻的破斷拉力換算系數,查得α=0.85。
K為鋼絲繩使用的安全系數,由《建筑施工計算手冊》查取6.0。
∴6×19-15.5的鋼絲繩容許拉力:
S=αPg/K=0.85×152/6=21.5kN>15.530kN(可)
3)鋼絲繩卡驗算,選用螺檢M12.7的馬鞍式(抱合式)繩卡(計算略)
按相關要求繩卡使用不得少于3個,選用3個。
4)鋼絲繩用普通花籃螺栓(計算略)
四、鋼平臺安裝
1.鋼平臺的支點與上部拉接點位于建筑物上,不得與腳手架做任何連接。
2.鋼絲繩張開一定距離(1.5m左右)固定在剪力墻螺桿孔內,懸空端部要略高于內部。
3.備用鋼絲繩緊固時要略松于斜拉鋼絲繩。
4.建筑物銳角利口處圍系鋼絲繩時要加襯軟墊物。
5.鋼平臺兩側裝置固定的防護欄桿和密目網防護。
該平臺長5.5m,寬1.6m,主次梁均采用槽鋼制作,上鋪40厚木板,用2根鋼絲繩斜拉固定,2根作為備用。容許荷載:集中力400kg;限載1000kg。
一、 設計依據
1.《建筑施工高處作業安全技術規程》(JGJ80—91)
2.《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)
3.《建筑施工安全檢查標準》(JGJ59—99)
4.《建筑安全》2002年第2期陶傳普的《懸挑式卸料鋼平臺設計》
二、設計方案(如圖1、2所示)


卸料鋼平臺主梁長5.5m,寬1.6m,其中0.9m在樓層面。主梁用[12槽鋼制作,次梁用[10槽鋼制作,上鋪40mm木板,用M8的螺栓與次梁相連。兩邊用兩根6×37━15.5鋼絲繩斜拉固定,拉繩和卸料平臺平面成33°,另外兩根備用斜拉鋼絲繩與平臺成38°,斜拉鋼絲繩張開一定距離固定在剪刀墻螺桿孔內。平臺兩側設1m高的防護欄桿,掛密目網。以下是對其主次梁強度、穩定性,鋼絲繩的強度,以及擋腳、吊環焊縫的演算。
二、 鋼平臺的計算
(1) 次梁計算
A:荷載計算(如圖3所示)

次梁選用[10槽鋼制作,共設5道;其間距為0.8m,各用2顆M12螺絲固定在主梁槽內。
依據JGJ80—91,并按相關規定永久荷載,可變荷載分項系數分別取1.2、1.4。
鋪板自重:
g1:0.35×0.8×1.2=0.336kN/m
槽鋼自重:
g1:10×9.8×1.2=0.118kN/m
集中荷載(容許荷載:集中力400kg):
P 1=400×9.8×1.4=5.488kN
施工活荷載(限載1000kg;每平方米活荷載1000×9.8/(3.2×1.6)=1.914N/m2):
q 1=1.914×0.8×1.4=2.144kN/m2
B:抗彎強度驗算
普通[10槽鋼:重量為10kg/m、A=12.7cm2、截面慣性矩Ix=198cm4、截面抵抗矩Wx=39.7cm3
f=215N/mm2
按簡支梁計算,集中荷載的最不利位置位于跨中,如圖2所示:
查靜力計算表得:

根據GB50017—2003查得γx=1.05

因型鋼腹板一般較厚,剪力不起控制作用,且木板用螺栓連接密鋪于次梁之上,能阻止梁受壓翼緣側向位移,不必進行次梁的剪刀和穩定性驗算。
(2)主梁計算
普通[12槽鋼:重量為12.4kg/m、A=15.7cm2、截面慣性矩Ix=391cm4、截面抵抗矩Wx=62.1 cm3、f=215N/mm 2、t=9mm、b=53mm、h=126mm。[NextPage]
A:豎向力計算(內力計算如圖4所示)。

主梁承受次梁傳來的集中荷載和欄桿、擋板以及自身重量的均布荷載,如圖3所示。依據JGJ80—91,按相關規定永久荷載、活荷載分項系數分別取1.2、1.4。
主梁槽鋼自重:12.4×9.8×1.2=0.146kN/m
欄桿、擋板:0.2×1.2=0.24kN/m
P1:
0.454×0.8+2.144×0.8=0.3632+1.7152=2.08kN
P2:
0.336/2×0.8+0.118×0.8+2.144/2×0.8=1.09kN
Q:
0.146+0.24=0.386kN·m
計算主梁最不利荷載處(及最大彎距處)

由圖4可知M P1b=6.588kN·m點彎矩最大,所以主梁b點為最不利荷載處,以容許荷載集中力400kg為前提,在該點存在一個集中力,假設其為φ1000的圓形混凝土料斗,該集中力對主梁最不利時,應距主梁b點500處。

B:抗彎強度驗算
M max=6.588+4.33=10.918kN·m
根據GBJ17—2002查得γMX=1.05

D:穩定性驗算
根據《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)得:

因其次灘上有剛性鋪板,可阻止受壓翼緣側的位移,按《規范》規定,可不計算穩定性。
(3)吊環、鋼絲繩、擋腳演算

因建筑物條件限制和保持平臺的一定穩定性,實際施工中,鋼絲繩往往張開一定距離固定在剪力墻螺桿孔內,張開距離按1.5m計算,得:

1)吊環強度驗算(查φ12圓鋼A=113mm2,f=210N/mm2)

2)鋼絲繩抗拉強度驗算
鋼絲繩抗拉強度容許值由下式計算:S=αPg/K。
Pg為鋼絲繩的破斷拉力總和,用抗拉強度1700kN/mm2,φ15.5鋼絲繩。
查表得Pg=152kN。
α考慮鋼絲繩受力不均勻的破斷拉力換算系數,查得α=0.85。
K為鋼絲繩使用的安全系數,由《建筑施工計算手冊》查取6.0。
∴6×19-15.5的鋼絲繩容許拉力:
S=αPg/K=0.85×152/6=21.5kN>15.530kN(可)
3)鋼絲繩卡驗算,選用螺檢M12.7的馬鞍式(抱合式)繩卡(計算略)
按相關要求繩卡使用不得少于3個,選用3個。
4)鋼絲繩用普通花籃螺栓(計算略)
四、鋼平臺安裝
1.鋼平臺的支點與上部拉接點位于建筑物上,不得與腳手架做任何連接。
2.鋼絲繩張開一定距離(1.5m左右)固定在剪力墻螺桿孔內,懸空端部要略高于內部。
3.備用鋼絲繩緊固時要略松于斜拉鋼絲繩。
4.建筑物銳角利口處圍系鋼絲繩時要加襯軟墊物。
5.鋼平臺兩側裝置固定的防護欄桿和密目網防護。
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