悬挑式卸料平台效果图

一、   施工概况

目前，在高层建筑施工中经常采用钢制定型悬挑式卸料平台，配合塔吊周转施工材料。这种平台通常由现场进行设计，专业加工厂加工，安装于柱间或窗口处，随模板拆除逐层提升。

    悬挑式卸料平台由钢平台、悬吊系统、防护系统组成。钢平台通常采用工字钢或槽钢焊接而成，通过悬挑主梁与结构固定；悬吊系统一般为钢丝绳，内外各两道，一道做为受力绳，另一道为安全绳；防护系统由护身栏、安全网、挡脚板等组成。

卸料平台是技术安全管理的一项重要内容，由于设计标准不统一，卸料平台常常存在着较大的安全隐患。只有解决好悬挑式卸料平台关键技术安全问题，才能切实保证卸料平台的安全。

二、卸料平台安装示

三、意图

三、   卸料平台受力简易计算

        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。

        平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度5.00m，悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.20m。

        次梁采用[10号槽钢U口水平，主梁采用[18b号槽钢U口水平，次梁间距0.80m。

        容许承载力均布荷载1.50kN/m2，最大集中堆放材料荷载8.00kN。

    1、次梁的计算

        次梁选择[10号槽钢U口水平槽钢，间距0.80m，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0.15kN/m2；

            Q1 = 0.15×0.80=0.12kN/m

        (2)最大容许均布荷载为1.50kN/m2；

            Q2 = 1.50×0.80=1.20kN/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×(0.12+1.20+0.10) = 1.70kN/m

        经计算得到，活荷载计算值 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，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 = 1.70×2.202/8+11.20×2.20/4=7.19kN.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 =7.19×106/(1.05×39700.00)=172.47N/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[主次梁焊接成整体此部分可以不计算]

    2、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[18b号槽钢U口水平槽钢，其截面特性为

        面积A=29.29cm2,惯性距Ix=1369.90cm4,转动惯量Wx=152.20cm3,回转半径ix=6.84cm

        截面尺寸 b=70.0mm,h=180.0mm,t=10.5mm

      1).荷载计算

        (1)栏杆自重标准值：标准值为0.10kN/m

            Q1 = 0.10kN/m

        (2)槽钢自重荷载 Q2=0.23kN/m

        经计算得到，静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.10+0.23) = 0.39kN/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×(0.15+1.50)×0.40×2.20/2+1.2×0.10×2.20/2)=1.00kN

        P2=(1.2×(0.15+1.50)×0.80×2.20/2+1.2×0.10×2.20/2)=1.87kN

        P3=(1.2×(0.15+1.50)×0.80×2.20/2+1.2×0.10×2.20/2)=1.87kN

        P4=(1.2×(0.15+1.50)×0.80×2.20/2+1.2×0.10×2.20/2)=1.87kN

        P5=(1.2×(0.15+1.50)×0.80×2.20/2+1.2×0.10×2.20/2)+11.20/2=7.47kN

        P6=(1.2×(0.15+1.50)×0.80×2.20/2+1.2×0.10×2.20/2)=1.87kN

        P7=(1.2×(0.15+1.50)×0.80×2.20/2+1.2×0.10×2.20/2)=1.87kN

        P8=(1.2×(0.15+1.50)×0.10×2.20/2+1.2×0.10×2.20/2)=0.35kN

      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=9.306kN,R2=10.824kN

        支座反力 RA=10.824kN

        最大弯矩 Mmax=13.734kN.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 =13.734×106/1.05/152200.0+8.934×1000/2929.0=88.987N/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[主次梁焊接成整体此部分可以不计算]

        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=570×10.5×70.0×235/(5000.0×180.0×235.0)=0.47

        经过计算得到强度 =13.73×106/(0.465×152200.00)=193.84N/mm2；

        主梁槽钢的稳定性计算  < [f],满足要求!

    3、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=12.900kN

    4、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=12.900kN   

        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，取8.0。

        选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×12.900/0.820=125.857kN。

d为钢丝绳直径(mm)=√2F=√（125.857×2）≈16

        选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1200MPa，直径16mm。

    5、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=12.900kN   

        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 mD=[12900×4/(3.1416×50×2)]1/2=13mm

四、   卸料平台的加工

侧立面图

平面图

正立面图

吊环预埋节点大样

吊环后埋节点大样

钢丝绳的连接

端部锚固节点大样

五、主要部位质量要求

1、槽钢的选型

槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格以腰高(h)*腿宽(b)*腰厚(d)的毫米数表示根据计算要求，槽钢应选用[18b型热轧普通槽钢，其宽度为腰高180mm、腿宽70mm、腰厚9mm，因[18b型槽钢壁厚，安全系数大。选材时钢材应符合国标标准，不得存在使用上有害的缺陷和显著的扭转。

2、槽钢与栏杆的焊接要求

悬挑卸料平台属于钢结构工程，而钢结构的主要质量要求除选材后就是焊接质量，10#槽钢放置在18#槽钢凹槽内，上部10#槽钢与18#槽钢的空隙用48*3.5钢管封堵并上下与槽钢焊接。栏杆支撑在主槽钢上，与槽钢焊接，焊接工艺必须符合规范要求。

3、平台处斜吊钩的施工要求

悬挑卸料平台主槽钢外侧有四个吊钩，一边两个，最外一排与最内一排相距500mm左右。在布置吊钩时，方向要与钢丝绳的受力方向相同，最外一排约为50-55º角，内排约为45º角，具体斜度与塔楼层高有关。吊钩与槽钢采用双面焊接，焊接长度不得少于7d，焊缝饱满，符合焊接规范要求。

4、正立面活动门的施工要求

设置活动门的主要功能是：在吊装钢管时，由于钢管长度较长，不能全部放置于平台内，增加了活动门，便于钢管升出外面，但升出外面不得超过总长度的1/3。活动门采用30*30方管（水平方向增加一根方管）外包铁皮，关闭时双门下口用插梢固定。由于要支撑上部钢管荷载，活动门下口中间需增加一根钢管支撑点。

5、木板的铺设

当槽钢、栏杆及方管内分格全部焊接好后，再对焊缝质量进行全面检查，合格后进行面层木板铺设。木板选用竹笆板，厚度为18-20mm，因铺设一层很容易被一刚性（调节杆）物体损坏，要求铺设双层木板；铺完面层再铺侧板，侧板采用单层竹笆板，与钢管、方管连接必须牢固。平台底部木板刷黄色油漆（含铁件）、侧板外侧刷分色漆（红白和黑黄两种均可以）。

6、根部斜支撑的施工

支撑斜杆是卸料平台的关键点。受钢丝绳斜拉影响，支撑斜杆受力是钢丝绳的一半，如焊接不牢固会把整个平台往内移动，导致安全隐患。

支撑杆选用10#槽钢与主槽钢焊接，杆高不小于400mm，斜杆成45º角。焊缝质量必须满足相关规范要求。

7、吊环的预埋

吊环选用直径20圆钢，锚入梁内不小于15d，端头做弯钩，必须放置在箍筋内，其中有一根主筋绑扎。

吊环布置位置必须与卸料平台垂直，使钢丝绳的拉结能起到良好的受力状态。

环端部做135º弯钩，上部弯拆为40-45º，两根水平距离不小于70mm。

8、根部拉撑点的设置

根部拉撑点的设置，主要两个作用：一个是防止主槽钢端部受压后根部抬起；一个是防止主槽钢往外跑。

预埋钢管必须预埋在边梁内，上部升出不小于400mm。

在主槽钢上开孔，用钢管与预埋钢管用扣件固定，把两根主槽钢连接在一起。

六、安全隐患的防治

1、钢丝绳固定方式不正确

卸料平台与钢丝绳连接应采调节器。当松紧不一致，受力不均匀，易导致单根钢丝绳受力，存在安全隐患，应该调节到松紧一致为止。

 钢丝绳卡搭接不规范，正反交错设置，应同一方向走向，且绳卡不得少于4个绳卡间距应为直径的6~8倍，最后一道绳卡与前一道绳卡间距≥500mm。

悬挑末端与钢丝绳连接应采用活动式，不应直接把钢丝绳固定在槽钢上，不合理会使钢丝绳容易受损。

紧固钢丝绳时，应使卸料平台外口应略高于内口不小于100mm。

钢丝绳与结构连接处不能用钢丝绳直接困绑在梁柱上，应使吊环与钢丝绳连接。

2、技术交底不到位

部分项目部不重视技术交底，导致工人在搭设钢管式卸料平台时，未严格按照技术交底和安全操作规程进行作业，搭设完毕后，未经生产部门组织，技术、质量、安全等部门相关人员验收，就投入使用。

悬挑式卸料平台制作过程中，未严格按照技术交底和操作规程进行作业，焊缝的长度、高度和强度也未知满足是否满足。

对于卸料平台安装与制作人员应进行专项交底。对平台的平面设置必须合理设置，宽度不得大于2200mm。

对班组应进行安全交底，严格控制卸料荷载，不得超过1吨。

3、结构预埋件设置与固定不符合要求

预埋件吊环应采用一级圆钢制作，不得采用二级螺纹钢预埋，螺纹钢的冷弯性能较差，容易断裂。

预埋件吊环预埋应与卸料平台平行设置，两个预埋之间不得小于卸料平台宽度，可适当大于平台宽度，但每边不得大于300mm。

下部主槽钢根部与预埋钢管必须固定，防止卸料平台外跑。

4、限载标识悬挂位置不明显、不具体

卸料平台无限载标识牌。

挂有标识牌也不显眼，应该将标识牌三方均挂,前面侧内一边挂标识牌一边挂操作规程，侧面内侧挂标识牌，前面一边外侧挂标识牌一边挂企业标志。

标识设置应有明显限载数量。

前面活动门没有随时关闭

前面活动门专供于长度大于平台长度的钢管吊料，平时必须关闭，钢管卸料完后应及时关闭。

活动门下部也应采取有效的支撑加固措施，方便钢管堆放。

钢管升出长度不应大于总长度的1/3长。

活动门关闭后应及时反插紧固。

七、操作安全要求

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，并进行相应的受力均衡；

    3.卸料平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，建筑物锐角口围系钢丝绳处应加补软垫物，平台外口应略高于内口；

    4.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏；

    5.卸料平台吊装，需要横梁支撑点（电焊）固定，接好钢丝绳，经过检验才能松卸起重吊钩；

    6.钢丝绳与水平钢梁的夹角最好在45-60度；

    7.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；

8.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容许荷载(1吨），配专人监督。

  9.需要吊钢管时，可打开前面铁门，悬挑不得超过1/3，吊装完

立即关闭铁门。

八、三层以下落地式卸料平台

(1).基本参数

立杆横距lb(m):1.20，井架横向排数为:3，立杆步距h(m)：1.50；立杆采用单立杆支撑。

立杆纵距la(m):1.20，平台支架计算总高度H(m)：15.00；

平台底钢管间距离(mm)：300.00；

钢管类型:Φ48×3.5，扣件连接方式：单扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；

(2).荷载参数

脚手板自重(kN/m2):0.300；

栏杆、挡脚板自重(kN/m):0.150；

施工人员及卸料荷载(kN/m2):2.000；

安全网自重(kN/m2):0.005；

活荷载同时计算层数：1层。

(3).地基参数

地基土类型:地下室顶板；地基承载力标准值(kPa):235.00；

立杆基础底面面积(m2):0.25；地基承载力调整系数:1.00。

1、板底支撑钢管计算:

板底支撑钢管按照均布荷载下简支梁计算，截面几何参数为

截面抵抗矩 W = 5.08cm3；

截面惯性矩 I = 12.19cm4；

                          板底支撑钢管计算简图

(1).荷载的计算：

a 脚手板自重设计值(kN/m)：

q1 =1.2×0.3×0.3 = 0.108 kN/m；

b 施工人员及卸料荷载设计值(kN/m)：

q2 = 1.4×2×0.3 = 0.84 kN/m；

(2).强度验算:

板底支撑钢管按简支梁计算。

最大弯矩计算公式如下:

Mmax = 0.10q1l2 + 0.117q2l2

最大支座力计算公式如下:

    N = 1.1q1l + 1.2q2l

最大弯距 Mmax = 0.1×0.108×1.22+0.117×0.84×1.22 = 0.157 kN·m ；

支座力 N =  1.1×0.108×1.2+1.2×0.84×1.2 = 1.352 kN；

最大应力 σ = Mmax / W = 0.157×106 / (5.08×103) = 30.92 N/mm2；

板底钢管的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2；

板底钢管的计算应力 30.92 N/mm2 小于 板底钢管的抗弯设计强度 205 N/mm2，满足要求！

(3).挠度验算:

计算公式如下:

    ν = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI

均布恒载: ν = ((0.677×0.108+0.990×0.84)× (1.2×103)4 )/(100×2.06×100000×12.19×104)=0.747 mm；

板底支撑钢管的最大挠度为 0.747 mm 小于 钢管的最大容许挠度 1200/150与10 mm，满足要求！

2、纵向支撑钢管计算: 

板底支撑钢管按照集中荷载下简支梁计算，截面几何参数为

截面抵抗矩 W = 5.08cm3；

截面惯性矩 I = 12.19cm4；

纵向支撑钢管按照集中荷载作用下的简支梁计算；

集中荷载P取板底支撑钢管传递力,P =1.352 kN； 

                    支撑钢管计算简图   

                       支撑钢管计算弯矩图(kN·m) 

                       支撑钢管计算变形图(mm) 

                       支撑钢管计算剪力图(kN)   

最大弯矩 Mmax = 0.811 kN·m ；

最大变形 νmax = 4.604 mm ；

最大支座力 Qmax = 2.028 kN ；

最大应力 σ= Mmax/w=0.811×106/5.08×103=159.718 N/mm2 ；

纵向钢管的计算应力 159.718 N/mm2 小于 纵向钢管的抗弯强度设计值 205 N/mm2，满足要求！

纵向支撑钢管的最大挠度为 4.604 mm 小于 纵向支撑钢管的最大容许挠度 1200/150与10 mm，满足要求！

3、扣件抗滑移的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为0.80kN。

R ≤Rc

其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN；

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 2.028 kN；

R < 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!  

4、支架立杆荷载设计值(轴力)计算:

(1).静荷载标准值包括以下内容：

a 脚手架的结构自重(kN)：

NG1 = 0.129×15 = 1.936 kN；

b 板底支撑钢管的结构自重(kN)：

NG2 = 0.038×1.2×2×5×3/8 = 0.173 kN；

c 脚手板自重(kN)：

NG3 = 0.3×3×1.2×1.2×5/8 = 0.81 kN；

d 栏杆、挡脚板的自重(kN)：

NG4 = 0.15×3×1.2×5/4 = 0.675 kN；

e 安全网自重(kN/m2):

NG5=0.005×3×1.2×15/4=0.068kN；

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4+NG5= 1.936+0.173+0.81+0.675+0.068=3.662 kN；

(2).活荷载为施工人员及卸料荷载:

施工人员及卸料荷载标准值： NQ = 1×2×1.2×1.2/8 = 0.36 kN；

(3).因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式

        N1= 1.2NG + 1.4NQ = 1.2×3.662+ 1.4×0.36 = 4.8 kN；

本卸料平台采用单立杆，单根立杆所受的荷载为N＝N1＝4.8kN。

5、立杆的稳定性验算:

立杆的稳定性计算公式:

    σ = N/φAKH ≤ [f]

其中  N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 4.8 kN；

      φ ------- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 λ＝lo/i的值查表得到；

      i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.58 cm；

      A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4. cm2；

      W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3；

      σ ------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)；

     [f] ---- 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；

      l0 ---- 计算长度 (m)；

参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，由以下公式计算：

                          l0 = kμh  

      k---- 计算长度附加系数，取值为1.155；

      μ ---- 计算长度系数，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.3.3；取最不利值μ= 1.8；

立杆计算长度 l0 = kμh = 1.155 ×1.8×1.5 = 3.118 m；

λ=l0/i =3118/15.8=197；

由长细比λ的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.186 ；

钢管立杆受压应力计算值 ； σ =4.8×103 /( 0.186×4 )= 53.853 N/mm2；

立杆钢管稳定性验算 σ = 53.853 N/mm2 小于 立杆钢管抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

6、立杆的地基承载力计算:

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 

                p ≤ fg 

地基承载力设计值:

fg = fgk×kc = 235 kPa； 

其中，地基承载力标准值：fgk= 235 kPa ； 

脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ； 

立杆基础底面的平均压力：p = N1/A =19.59 kPa ；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N1= 4.9 kN；

基础底面面积 ：A = 0.25 m2 。

p=19.59 kPa ≤ fg=235 kPa 。地基承载力满足要求！下载本文