云阳县某教学楼卸料平台搭设方案.doc

卸料平台专项方案一、工程概况工程名称：云阳县天景中学教学楼工程地址：云阳县南溪镇结构类型： 框架 建筑面积：1264.56平方米层 数：4层二、设计依据1、钢结构设计规范gb50017-20032、简明施工计算手册（第二版）中国建筑工业出版社3、建筑施工手册（第三版）中国建筑工业出版社三、结构布置1、搭设部位1.1、为提高材料周转效率，本工程计划主体结构施工时自主楼三层开始每幢楼每层设置两只卸料平台。1.2、地下结构采用48*3.5钢管，双排脚手架，外挂密目安全网。当主体结构外挑架正常施工后，即拆除该脚手架。 1.3、主体结构采用落地式扣件钢管脚手架与扣件式钢管脚手架相结合，一至七层采用扣件钢管脚手架，作为结构施工的防护及外墙大模板的操作平台。（具体做法详见附图） 1.4、主体结构施工时，随着结构工程的施工进度，要求每隔三层搭设一道3m宽的水平安全网。1.5、外架基础座落于基坑土面上，为防止立杆部分下沉，拟在土面上立杆下垫50200通长木方，搭设前已对基土进行全面夯实，搭设高度为9.9米，按普通脚手架要求进行搭设。1.6、主体及装修阶段采用扣件式钢管脚手架与扣件式钢管脚手架相合，脚手架从首层至六层为落地式钢管脚手脚。1.7、为安全起见，外墙扣件式钢管脚手架凹槽部位处采用竹板进行全封闭。2、卸料平台形式卸料平台采用槽钢制作，拦杆采用48*2.8钢管焊接，主杆18a槽钢与腹杆14a槽钢采用满焊连接，焊缝高度为6mm；平台面采用2.5mm钢板，周边设300mm高踢脚板。详细尺寸见示意图。3、已知条件卸料平台主杆采用18a槽钢制作，腹杆采用10#槽钢制作，拦杆高度为1100mm，横向间距1.2m，上部采用17钢丝绳拉结。受料平台荷载按15kn（1.5吨）计算，同时操作人员按4人计算。四、计算内容主杆和腹杆的抗弯、抗剪强度、变形，吊耳抗拉强度、抗剪强度，焊缝连接、17（661）钢丝绳强度验算。五、悬挑卸料平台计算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。（一）计算参数及荷载取值卸料平台主杆采用18a槽钢制作，腹杆采用10#槽钢制作，拦杆高度为1100mm，横向间距1.2m，上部采用17钢丝绳拉结。受料平台最大堆载按15kn（1.5吨）计算，同时操作人员按4人计算。平台水平主梁的悬挑长度4.50m，悬挑水平主梁间距(平台宽度)2.0m。次梁采用10号槽钢u口水平，次梁间距为0.75m。1、恒载计算（1）次梁、脚手板自重标准值：次梁10#槽钢重量为10.0kg/m4mm冲压钢脚手板：0.30 kn/m2，主杆方向线荷载41kg /m（2）主梁、围护栏杆和踢脚手板标准值： 主梁18a槽钢重量为20.2kg/m踢脚板（厚1.8mm，高300 mm木板）主杆方向线荷载3.6kg/m 围护栏杆（48*3.5）主杆方向线荷载14.7kg/m合计作用在主杆上的栏杆与担脚手板恒载标准值为3.6 + 14.7 =18.3kg/m（合0.183 kn/m）2、施工荷载计算活荷载（4人同时）：3.0kn/m2 （二）次梁的计算次梁选择10号槽钢u口水平槽钢，间距0.75m，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 = 0.300.75=0.23kn/m (2)最大的材料器具堆放荷载为15.00kn，转化为线荷载：q2 = 15.00/4.80/2.750.75=0.85kn/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(0.23+0.85+0.10) = 1.41kn 经计算得到，活荷载计算值 p = 1.43.000.75=3.15kn/m2.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 = 1.412.752/8+3.152.75/4=3.50kn.m3.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 =3.50106/(1.0539700.00)=83.94n/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=5708.548.0235/(2750.0100.0235.0)=0.85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0.726。经过计算得到强度 =3.50106/(0.72639700.00)=121.46n/mm2；次梁槽钢的稳定性计算 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18a号槽钢u口水平槽钢，其截面特性为面积a=25.69cm2,惯性距ix=1272.70cm4,转动惯量wx=141.40cm3,回转半径ix=7.04cm，截面尺寸 b=68.0mm,h=180.0mm,t=10.5mm1.荷载计算 (1)栏杆与挡脚手板自重标准值：本例采用木脚手板，标准值为0.18kn/m； q1 = 0.18kn/m (2)槽钢自重荷载 q2=0.20kn/m经计算得到，静荷载计算值 q = 1.2(q1+q2) = 1.2(0.18+0.20) = 0.45kn/m经计算得到，次梁集中荷载取次梁支座力 p = (1.412.75+3.15)/2=3.51kn2.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=14.772knr2=15.517kn 支座反力 ra=15.517kn 最大弯矩 mmax=13.321kn.m3.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 =13.321106/1.05/141400.0+11.7151000/2569.0=94.280n/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=57010.568.0235/(4800.0180.0235.0)=0.47经过计算得到强度 =13.32106/(0.471141399.99)=200.00n/mm2；主梁槽钢的稳定性计算 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ruicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力 rci=ruisini按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为 ru1=18.853kn（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=18.853kn 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619、637、661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18.853kn，=0.82，k=10.0,得到： 钢丝绳最小直径必须大于21mm才能满足要求!（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=18.853kn 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10.9.8f = 50n/mm2； 所需要的吊环最小直径 d=188534/(3.14502)1/2=16mm，本例卸料平台吊环采用22的钢筋。（七）主梁钢丝拉绳吊耳的焊缝计算主梁钢丝拉绳吊耳采用直径22的钢筋焊接，焊缝连接为直角焊缝。在通过焊缝形心的拉力，剪力作用下的焊缝强度按下式计算：式中 n构件轴心拉力或轴心压力，取 n18853n； lw对接焊缝或角焊缝的计算长度，取lw=200mm； 作用力与焊缝方向的角度 =0度； f按焊缝有效截面(hel2)计算，垂直于焊缝长度方向的应力；本例中f不存在，f=0； he角焊缝的有效厚度，对直角焊缝等于0.7hf=5.6mm；（hf为较小焊脚尺寸,取 hf=8mm） t正面角焊缝的强度设计值增大系数；对承受静荷载或间接承受动力荷载结构取1.22，对直接承受动荷载结构取1.0； f按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力； ffw角焊缝的强度设计值。计算得： 剪应力 f=ncos /(lwhe)=18853cos(0.000)/(2005.6)=16.83n/mm2； 综合应力 (f/t)2+3f21/2=29.15n/mm2； 焊缝所受的力平行于焊缝长度，焊缝的长度取200mm，最小焊脚尺寸取 hf=8mm；计算得出的剪应力小于（e43型焊条）焊缝的抗拉抗压强度设计值ftw=160n/mm2,所以满足要求!（八）上拉吊环和预埋钢板的焊缝计算与预埋钢板连接上拉吊环采用直径22的钢筋焊接，焊缝连接为直角焊缝。在通过焊缝形心的拉力，剪力作用下的焊缝强度按下式计算：式中 n构件轴心拉力或轴心压力，取 n18853n； lw对接焊缝或角焊缝的计算长度，取lw=100mm； 作用力与焊缝方向的角度 =45度； f按焊缝有效截面(hel2)计算，垂直于焊缝长度方向的应力； he角焊缝的有效厚度，对直角焊缝等于0.7hf=5.6mm；（hf为较小焊脚尺寸,取 hf=8mm） t正面角焊缝的强度设计值增大系数；对承受静荷载或间接承受动力荷载结构取1.22，对直接承受动荷载结构取1.0； f按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力； ffw角焊缝的强度设计值。计算得： 正应力 f=nsin /(lwhe)=18853sin(0.785)/(1005.6)=23.81n/mm2； 剪应力 f=ncos /(lwhe)=18853cos(0.785)/(1005.6)=23.81n/mm2； 综合应力 (f/t)2+3f21/2=47.62n/mm2；焊缝所受的力平行于焊缝长度, ，焊缝的长度取100mm，最小焊脚尺寸取 hf=8mm；计算得出的剪应力小于（e43型焊条）焊缝的抗拉抗压强度设计值ftw=160n/mm2,所以满足要求!（九）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