悬挑卸料平台计算书.docx
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悬挑卸料平台计算书
悬挑卸料平台计算书
一、计算依据
《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)
《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。
该平台安装在建筑结构边梁上,并与附着升降脚手架脱离,在安装到上一层时凭借附着升降脚手架一起上升。
到位后再固定在建筑结构上。
并经验收后再投入使用。
该平台额定载荷为8KN,严禁超载。
计算参数:
平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度2.50m,插入结构锚固长度0.30m,悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.00m。
水平钢梁(主梁)插入结构端点部分按照铰接点计算。
次梁采用[10号槽钢U口水平,主梁采用[12.6号槽钢U口水平。
次梁间距0.50m,外伸悬臂长度0.00m。
容许承载力均布荷载2.00kN/m2,最大堆放材料荷载8.00kN。
脚手板采用竹串片,脚手板自重荷载取0.35kN/m2。
栏杆采用竹笆片,栏杆自重荷载取0.15kN/m。
选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1850MPa,
外侧钢丝绳距离主体结构2.00m,两道钢丝绳距离1.00m,外侧钢丝绳吊点距离平台6.00m。
二、次梁的计算
次梁选择[10号槽钢U口水平,间距0.50m,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)面板自重标准值:
标准值为0.35kN/m2;
Q1=0.35×0.50=0.18kN/m
(2)最大容许均布荷载为2.00kN/m2;
Q2=2.00×0.50=1.00kN/m
(3)型钢自重荷载Q3=0.10kN/m
经计算得到,均布荷载计算值q=1.2×(Q1+Q3)+1.4×Q2
=1.2×(0.18+0.10)+1.4×1.00=1.73kN/m
经计算得到,集中荷载计算值P=1.4×8.00=11.20kN
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,内侧钢丝绳不计算,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=1.73×2.002/8+11.20×2.00/4=6.46kN.m
3.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
=6.46×106/(1.05×39700.00)=155.06N/mm2;
次梁的抗弯强度计算
<[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=570×8.5×48.0×235/(2000.0×100.0×235.0)=1.16
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0.810
经过计算得到强度
=6.46×106/(0.810×39700.00)=200.95N/mm2;
次梁的稳定性计算
<[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[12.6号槽钢U口水平,其截面特性为
面积A=15.69cm2,惯性距Ix=391.50cm4,转动惯量Wx=62.14cm3,回转半径ix=4.95cm
截面尺寸b=53.0mm,h=126.0mm,t=9.0mm
1.荷载计算
(1)栏杆自重标准值:
标准值为0.15kN/m
Q1=0.15kN/m
(2)型钢自重荷载Q2=0.12kN/m
经计算得到,静荷载计算值
q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.15+0.12)=0.33kN/m
经计算得到,各次梁集中荷载取次梁支座力,分别为
P1=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.25×2.00/2+1.2×0.10×2.00/2)=0.92kN
P2=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.10×
2.00/2)=1.73kN
P3=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.10×2.00/2)=1.73kN
P4=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.10×2.00/2)+11.20/2=7.33kN
P5=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×2.00/2+1.2×0.10×2.00/2)=1.73kN
P6=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.25×2.00/2+1.2×0.10×2.00/2)=0.92kN
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。
悬挑卸料平台示意图
悬挑卸料平台主梁计算简图
经过连续梁的计算得到
主梁支撑梁剪力图(kN)
主梁支撑梁弯矩图(kN.m)
主梁支撑梁变形图(mm)
外侧钢丝绳拉结位置支撑力为7.20kN
最大弯矩Mmax=3.16kN.m
3.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
=3.16×106/1.05/62140.0+2.40×1000/1569.0=49.93N/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=570×9.0×53.0×235/(2500.0×126.0×235.0)=0.86
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0.732
经过计算得到强度
=3.16×106/(0.732×62140.00)=69.47N/mm2;
主梁的稳定性计算
<[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RUicos
i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力RCi=RUisin
i
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为
RU1=7.59kN
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=7.591kN
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。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×7.591/0.850=71.447kN。
选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1850MPa,直径11.0mm。
而实际使用钢丝绳为直径15的6×19+1钢丝绳,完全能满足要求。
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=7.591kN
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=[7591×4/(3.1416×50×
2)]1/2=10mm,实际预埋钢筋为直径20的拉环钢筋。
所以拉环满足要求。
七、拉环与槽钢的焊接焊缝计算
主梁型钢和固定钢丝绳的拉环采用焊接的形式焊在槽钢侧面,按侧面角焊缝计算,平行焊缝的力按钢丝绳拉力取值。
Q235角焊缝强度设计值
所以焊缝强度满足要求。
八、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=10.478kN
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=[10478×4/(3.1416×50×2)]1/2=12mm,而实际使用直径为20mm的钢筋埋设。
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。
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