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工具式悬挑卸料平台方案

本方案为工具式悬挑卸料平台方案（限载1000kg），除斜拉钢丝绳角度可调节外（夹角在40~60度间）其它组成部位均为工具式固定构件，具体做法见附图一、附图二。

第一节、型钢悬挑卸料平台计算书

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：冲压钢脚手板，脚手板自重(kN/m2)：0.30；

栏杆、挡板类别：栏杆、冲压钢脚手板挡板，栏杆、挡板脚手板自重(kN/m)：0.11；

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)：2.90，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m)：1.15；

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 铰支 计算；

预埋件的直径(mm)：25.00。

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：14a号槽钢槽口水平 ；

次梁材料类型及型号：14a号槽钢槽口水平；

次梁水平间距ld(m)：1.25，建筑物与次梁的最大允许距离le(m)：1.65。

4.卸料平台参数

水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m)：4.15，水平钢梁(主梁)的锚固长度(m)：1.50；

平台计算宽度(m)：3.00。

二、次梁的验算:

次梁选择 14a号槽钢槽口水平 ，间距1.25m，其截面特性为：

面积 A=18.51cm2；

惯性距 Ix=563.7cm4；

转动惯量 Wx=80.5cm3；

回转半径 ix=5.52cm；

截面尺寸：b=58mm,h=140mm,t=9.5mm。

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  = 0.30× 1.25= 0.38kN/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/ 4.15/ 3.00× 1.25= 1.00kN/m；

(3)槽钢自重荷载 Q3= 0.14kN/m；

经计算得到 静荷载设计值 q = 1.2×(Q1+Q2+Q3) = 1.2×(0.38+1.00+0.14) =  1.83kN；

经计算得到 活荷载设计值 P = 1.4× 2.00× 1.25× 3.00= 10.50kN。

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 = 1.83×3.002/8+10.50×3.00/4=9.93kN.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] = 205.00 N/mm2；

次梁槽钢的最大应力计算值 σ =9.93×103/(1.05×80.50)=117.47 N/mm2；

次梁槽钢的最大应力计算值 σ =117.467 N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205 N/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=570×9.50×58.00×235/(3.00×140.00×235.0)=0.75；

由于 φb大于0.6，按照下面公式调整：

得到 φb=0.693；

次梁槽钢的稳定性验算 σ =9.93×103/(0.693×80.500)=178.01 N/mm2；

次梁槽钢的稳定性验算 σ =178.01 N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205 N/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 14a号槽钢槽口水平 ，其截面特性为： 

面积 A=18.51cm2；

惯性距 Ix=563.7cm4；

转动惯量 Wx=80.5cm3；

回转半径 ix=5.52cm；

截面尺寸，b=58mm,h=140mm,t=9.5mm；

1.荷载验算

(1)栏杆与挡脚手板自重标准值：本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11kN/m；

    Q1 = 0.11kN/m；

(2)槽钢自重荷载 Q2=0.14kN/m 

静荷载设计值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.11+0.14) = 0.30kN/m； 

次梁传递的集中荷载取次梁支座力 P = (1.83×3.00+10.50)/2=7.99kN； 

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] = 18.594 kN； 

    R[2] = 14.618 kN； 

最大支座反力为 Rmax=18.594 kN；

最大弯矩 Mmax=13.721 kN.m；

最大挠度 V=19.295 mm。

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] = 205.00 N/mm2；

主梁槽钢的最大应力计算值  σ =1.37×107/1.05/80500.0+2.51×104/1851.000=175.1 N/mm2；

主梁槽钢的最大应力计算值  175.1 N/mm2 小于 主梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205.00 N/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=570×9.5×58.0×235/(2600.0×140.0×235.0)=0.862；

主梁槽钢的稳定性验算σ = 1.37×107/(0.862×80500.00)=197.4N/mm2；

主梁槽钢的稳定性验算  σ = 197.4 N/mm2小于 主梁槽钢的抗压强度设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

采取在槽钢中增加腹板的保险措施。

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/(1.15+2.9)) = 0.595；

根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为：RUi = RCi / sinθi；

RU1 = 18.594 / 0.595 = 31.24 kN；

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31.24kN；

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31.238kN，α=0.82,K=6，得到：d=21.4mm。

钢丝绳最小直径必须大于22mm才能满足要求！（钢丝绳与平台夹角在40~60度间）

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=31237.6N。

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=[31237.7×4/(3.142×50.00×2)]1/2=25mm。

第二节、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（100~200mm）；

3.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏；堆放物体由专业人员统一安排，限载1吨严禁偏心堆载及过载，堆物高度不得超过护栏高度。

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（1000kg），人员和物料总重量严禁超过设计容许荷载，配专人监督。

7、钢丝绳与平台夹角在40-60度中间。

8、安装起吊应平衡，平稳就位后先将顶部钢丝绳固定，然后按施工图所示将主梁与建筑物固定。经检查合格并试验后方可使用。

9、检查重点：经常检查焊缝是否开裂，螺栓是否紧固，钢丝绳是否形成毛刺，各连接部位及夹具是否松动，护栏是否牢固，主次梁是否变形，发现问题及时整修。

第三节、施工简图

第四节、报审表

工具式型钢悬挑卸料平台计算报审表