卸料平台施工方案
编制依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
2、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91)
二、施工方案
本工程为香山美境25、26栋工程,根据现场情况,采用型钢悬挑卸料平台。为便于结构施工阶段模板、钢管的转运,每单元搭设卸料平台一个。卸料平台用型钢焊接组成,架在楼板上,用塔吊提升搬运。悬挑式钢平台采用槽钢做次梁与主梁,上铺50厚木板,并以螺栓与槽钢相固定。
在楼面预埋钢环时注意钢环埋在有梁处,且与梁受力纵筋绑扎牢固。由于安装钢丝绳时上层楼面砼强度未达到100%,为增加梁的承载力,对预埋钢环处梁箍筋进行加密为@100,并增加2Φ14通长腰筋,以免集中应力过大引起梁表面裂纹。
斜料平台与外脚手架受力体系相互独立,严禁连接。
平台所有焊缝应符合《结构安装工程施工操作规程》要求。
三、计算书
水平钢梁(主梁)的悬挑长度4m,计算宽度为2m。次梁选择16槽钢,主梁选择16号槽钢。钢丝绳采用6×19直径为20mm。最大载重量按0.8t,施工人员荷载按2KN/m2计算。为考虑安全起见,实际操作时最大堆物载重量为0.5t。
二、次梁的验算:
次梁选择16号槽钢槽口水平[,间距1.8m,其截面特性为:
面积A=25.15cm2;
惯性距Ix=934.5cm4;
转动惯量Wx=116.8cm3;
回转半径ix=6.1cm;
截面尺寸:b=65mm,h=160mm,t=10mm。
1.荷载计算
(1)、脚手板的自重标准值:本例采用竹串片脚手板,标准值为0.35kN/m2;
Q1=0.35×1.80=0.63kN/m;
(2)、型钢自重标准值:本例采用16号槽钢槽口水平[,标准值为0.19kN/m
Q2=0.19kN/m
(3)、活荷载计算
1)施工荷载标准值:取2.00kN/m2
Q3=2.00kN/m2
2)最大堆放材料荷载P:8.00kN
荷载组合
Q=1.2×(0.63+0.19)+1.4×2.00×1.80=6.03kN/m
P=1.4×8.00=11.20kN
2.内力验算
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(规范JGJ80-91,P31)为:
经计算得出:Mmax=(6.03×2.002/8)×(1-(0.002/2.002))2+11.20×2.00/4=8.61kN.m。
最大支座力计算公式:
经计算得出:R=(11.20+6.03×(2.00+2×0.00))/2=11.63kN
3.抗弯强度验算,次梁应力:
其中γx--截面塑性发展系数,取1.05;
[f]--钢材的抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
次梁槽钢的最大应力计算值σ=8.61×103/(1.05×116.80)=70.24N/mm2;
次梁槽钢的最大应力计算值σ=70.239N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
4.整体稳定性验算
其中,φb--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φb=570×10.00×65.00×235/(2000.00×160.00×235.0)=1.16;
由于φb大于0.6,按照下面公式调整:
得到φb''=0.826;
次梁槽钢的稳定性验算σ=8.61×103/(0.826×116.800)=89.24N/mm2;
次梁槽钢的稳定性验算σ=89.239N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
三、主梁的验算:
根据现场实际情况和一般做法,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。
主梁选择16号槽钢槽口水平[,其截面特性为:
面积A=25.15cm2;惯性距Ix=934.5cm4;转动惯量Wx=116.8cm3;
回转半径ix=6.1cm;截面尺寸,b=65mm,h=160mm,t=10mm;
1.荷载验算
(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.14kN/m;
Q1=0.14kN/m;
(2)槽钢自重荷载Q2=0.19kN/m
静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.14+0.19)=0.40kN/m;
次梁传递的集中荷载取次梁支座力R;
2.内力验算
悬挑卸料平台示意图
悬挑卸料平台水平钢梁计算简图
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)
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,由矩阵位移法,从左至右各支座反力:
R[1]=13.341kN;
R[2]=22.424kN;
R[3]=-8.095kN。
最大支座反力为Rmax=22.424kN;
最大弯矩Mmax=8.738kN·m;
最大挠度ν=0.045mm。
3.抗弯强度验算
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;
主梁槽钢的最大应力计算值
σ=8.738×106/1.05/116800.0+2.88×104/2515.000=82.690N/mm2;
主梁槽钢的最大应力计算值82.690N/mm2小于主梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2,满足要求!
4.整体稳定性验算
其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
φb=570×10.0×65.0×235/(5000.0×160.0×235.0)=0.463;
主梁槽钢的稳定性验算σ=8.738×106/(0.463×116800.00)=161.53N/mm2;
主梁槽钢的稳定性验算σ=161.53N/mm2小于[f]=205.00,满足要求!
四、钢丝拉绳的内力验算:
水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算,
RCi=RUisinθi
其中RCi--水平钢梁的垂直支坐反力(kN);
RUi--拉钢绳的轴力(kN);
θi--拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角;
sinθi=Sin(ArcTan(3/(2+1.85))=0.615;
根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为:RUi=RCi/sinθi;
RUi=13.341/0.615=21.70kN;
五、钢丝拉绳的强度验算:
选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度2000MPa,直径20mm。
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),查表得Fg=302KN;
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。α=0.85;
K--钢丝绳使用安全系数。K=6。
得到:[Fg]=42.783KN>Ru=21.705KN。
经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。
六、钢丝拉绳拉环的强度验算:
取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算作为拉环的拉力N为:
N=RU=21704.922N。
拉环强度计算公式为:
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所述在物件的自重标准值作用下,每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2,故拉环钢筋的抗拉强度设计值[f]=50.0N/mm2;
所需要的拉环最小直径D=[21704.9×4/(3.142×50.00×2)]1/2=16.6mm。
四、卸料平台保证安全措施
1.卸料平台的上部拉结点,必须设于建筑物上,不得设置在脚手架等施工设备上;
2.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;
3.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏;
4.卸料平台吊装,需要横梁支撑点电焊固定,接好钢丝绳,经过检验后才能松卸起重吊钩;
5.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;每次升高安装后,需专职安全员检查合格后方可使用。
6.操作平台上应显著标志牌标明容许荷载0.5t,人员和物料总重严禁超过设计容许荷载,配专人监督。
7.平台四周用木模板封闭,防止坠物伤人,高空操作严禁向下抛物。
8.卸料平台材料吊运时,塔吊指挥必须到场指挥,起吊速度宜慢。
9.材料堆放要整齐,且不应跨越卸料平台与外架相连。
10.卸料平台上的物品应随放随吊,严禁过夜。
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