型钢悬挑卸料平台计算书.docx
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型钢悬挑卸料平台计算书
型钢悬挑卸料平台计算书
天津空港物流加工区邻里中心工程;属于框剪结构;地上5层;地下1层;建筑高度:
27.50m;标准层层高:
0.00m;总建筑面积:
29425.30平方米;总工期:
247天;施工单位:
浙江建安实业集团股份有限公司。
本工程由天津天保市政有限公司投资建设,天津大成国际建筑设计有限公司设计,天津地质勘察院地质勘察,泛化建设集团有限公司监理,浙江建安实业集团股份有限公司组织施工;由郭本贵担任项目经理,张云青担任技术负责人。
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、参数信息:
1.荷载参数
脚手板类别:
木脚手板,脚手板自重(kN/m2):
0.35;
栏杆、挡板类别:
栏杆、木脚手板挡板,栏杆、挡板脚手板自重(kN/m):
0.14;
施工人员等活荷载(kN/m2):
2.00,最大堆放材料荷载(kN):
10.00。
2.悬挑参数
内侧钢绳与墙的距离(m):
1.00,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):
0.50;
上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):
3.00;
钢丝绳安全系数K:
6.00,悬挑梁与墙的接点按固支计算;
预埋件的直径(mm):
20.00。
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。
3.水平支撑梁
主梁材料类型及型号:
22a号槽钢槽口水平;
次梁材料类型及型号:
20a号槽钢槽口水平;
次梁水平间距ld(m):
0.40,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):
0.20。
4.卸料平台参数
水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):
3.50,水平钢梁(主梁)的锚固长度(m):
2.50;
平台计算宽度(m):
2.50。
二、次梁的验算:
次梁选择20a号槽钢槽口水平,间距0.4m,其截面特性为:
面积A=28.83cm2;
惯性距Ix=1780.4cm4;
转动惯量Wx=178cm3;
回转半径ix=7.86cm;
截面尺寸:
b=73mm,h=200mm,t=11mm。
1.荷载计算
(1)脚手板的自重标准值:
本例采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2;
Q1=0.35×0.40=0.14kN/m;
(2)最大的材料器具堆放荷载为10.00kN,转化为线荷载:
Q2=10.00/3.50/2.50×0.40=0.46kN/m;
(3)槽钢自重荷载Q3=0.22kN/m;
经计算得到静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2+Q3)=1.2×(0.14+0.46+0.22)=0.98kN;
经计算得到活荷载设计值P=1.4×2.00×0.40×2.50=2.80kN。
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的计算公式为:
经计算得到,最大弯矩M=0.98×2.502/8+2.80×2.50/4=2.52kN.m。
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=2.52×103/(1.05×178.00)=13.47N/mm2;
次梁槽钢的最大应力计算值σ=13.471N/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=570×11.00×73.00×235/(2.50×200.00×235.0)=0.92;
由于φb大于0.6,按照下面公式调整:
得到φb=0.762;
次梁槽钢的稳定性验算σ=2.52×103/(0.762×178.000)=18.56N/mm2;
次梁槽钢的稳定性验算σ=18.564N/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22a号槽钢槽口水平,其截面特性为:
面积A=31.84cm2;
惯性距Ix=2393.9cm4;
转动惯量Wx=217.6cm3;
回转半径ix=8.67cm;
截面尺寸,b=77mm,h=220mm,t=11.5mm;
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=0.24kN/m
静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.14+0.24)=0.46kN/m;
次梁传递的集中荷载取次梁支座力P=(0.98×2.50+2.80)/2=2.63kN;
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,得到:
R[1]=36.122kN;
R[2]=-8.221kN;
最大支座反力为Rmax=36.122kN;
最大弯矩Mmax=16.694kN.m;
最大挠度V=5.949mm。
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=1.67×107/1.05/217600.0+1.81×104/3184.000=78.737N/mm2;
主梁槽钢的最大应力计算值78.737N/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=570×11.5×77.0×235/(3500.0×220.0×235.0)=0.656;
由于φb大于0.6,应按照下面公式调整:
可得φb=0.640;
主梁槽钢的稳定性验算σ=1.67×107/(0.640×217600.00)=119.91N/mm2;
主梁槽钢的稳定性验算σ=119.91N/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/(0.5+1))=0.894;
根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为:
RUi=RCi/sinθi;
RU1=36.122/0.894=40.39kN;
五、钢丝拉绳的强度验算:
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU取最大值进行验算,为40.39kN;
如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力计算公式:
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);
计算中近似取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。
计算中[Fg]取40.385kN,α=0.82,K=6,得到:
d=24.3mm。
钢丝绳最小直径必须大于25mm才能满足要求!
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=40385.254N。
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=[40385.3×4/(3.142×50.00×2)]1/2=32.1mm。
七、操作平台安全要求:
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;
6.操作平台上应显著标明容许荷载,人员和物料总重量严禁超过设计容许荷载,配专人监督。
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