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万和小区1#楼工程卸料平台施工方案三、卸料平台设计及材料选用要求 2
四、钢管落地卸料平台计算书 3
(一)、扣件式钢管落地平台的计算主要依据: 3
南昌某高层室内装修施工组织设计(三)、纵向支撑钢管计算: 4
(四)、横向支撑钢管计算: 6
(五)、扣件抗滑移的计算: 7
(六)、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算: 7
(七)、立杆的稳定性验算: 8
(八)、立杆的地基承载力计算: 10
五、型钢悬挑卸料平台计算书 10
(一)、参数信息: 10
(二)、次梁的验算: 11
(三)、主梁的验算: 13
(四)、钢丝拉绳的内力验算: 15
(五)、钢丝拉绳的强度验算: 15
(六)、钢丝拉绳拉环的强度验算: 16
六、操作平台安全措施及要求 17
6、本工程施工组织设计中要求的施工工艺和工期计划要求
三、卸料平台设计及材料选用要求
1、在本工程建筑施工中,为了吊运和接送搁置于楼层边的物料及运转模板等作业需要,并确保安全生产、技术合理、经济实用的原则,根据《建筑施工高处作业安全技术规范》规定,选用斜拉式悬挑卸料平台。
3、卸料平台悬挑梁采用16号工字钢,搁置于结构层现浇板面上,外挑长度为2.50M,在主体楼板上用φ22吊环预埋并与挑梁固定联结。次梁采用10号工字钢,位置详见附图。平台上满铺50mm厚木架板,10mm厚竹胶板订在木架板上,外围设栏杆,满挂密目安全立网,平台四周设250mm高的木挡脚板。
4、本工程在基础和主体结构工程施工阶段中的主要建筑材料、构配件、模板、架料等采用塔吊进行垂直运输,混凝土采用商品混凝土,直接由混凝土输送泵输送至各浇筑点。当进入装饰工程施工阶段时,将塔吊拆除,各种建筑材料、构配件等改为龙门吊进行垂直运输,卸料平台随龙门吊安装时同步搭设。
5、在结构施工中,拆下的模板、支撑由室内运往卸料平台,用塔式起重机转运至上层使用。
6、卸料台应设在窗洞口部位,台面应与楼板取平或搁在楼板上。卸料台在建筑物的垂直方向应错开布置,以免妨碍吊运物品,卸料台应设置防护栏杆。
7、卸料台采用16号工字钢和做主龙骨,10号工字钢间距500mm做次龙骨,上铺50×l00mm木板。卸料台一端搁在洞口上,上部用钢丝绳拉结,斜拉钢丝绳两边各设前后两道。
8、卸料平台采用型钢上铺50厚的松木片子板组成。
9、卸料平台外侧设置密目式安全网封闭,底部封闭要严密。
10、搭设时须按第7点设计计算书及卸料平台附图要求进行。
11、料台在建筑物的垂直方向应错开设置,不得在同一平面位置。
12、料台的三面均应设置防护栏。
13、在使用期间应加强检查,确保安全。
14、卸料平台设计计算。
四、钢管落地卸料平台计算书
(一)、扣件式钢管落地平台的计算主要依据:
支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架,对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏,使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。本计算书参考了《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》一文。
立杆横向间距或排距la(m):1.20,立杆步距h(m):1.50;
立杆纵向间距lb(m):0.90,平台支架计算高度H(m):20.00;
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):0.10,平台底钢管间距离(mm):300.00;
钢管类型(mm):Φ48×3.5,扣件连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:1.00;
脚手板自重(kN/m2):0.300;
栏杆自重(kN/m):0.150;
材料堆放最大荷载(kN/m2):5.000;
施工均布荷载(kN/m2):4.000;
地基土类型:素填土;地基承载力标准值(kpa):160.00;
立杆基础底面面积(m2):0.25;地基承载力调整系数:0.50。
(三)、纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面几何参数为
截面抵抗矩W=5.08cm3;
截面惯性矩I=12.19cm4;
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m):
q11=0.15+0.3×0.3=0.24kN/m;
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m):
q12=5×0.3=1.5kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):
p1=4×0.3=1.2kN/m
依照《规范》5.2.4规定,纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和;
最大弯矩计算公式如下:
最大支座力计算公式如下:
均布荷载:q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.24+1.2×1.5=2.088kN/m;
均布活载:q2=1.4×1.2=1.68kN/m;
最大弯距Mmax=0.1×2.088×0.92+0.117×1.68×0.92=0.328kN.m;
最大支座力N=1.1×2.088×0.9+1.2×1.68×0.9=3.882kN;
最大应力σ=Mmax/W=0.328×106/(5080)=64.634N/mm2;
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
纵向钢管的计算应力64.634N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205N/mm2,满足要求!
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度;
q=q11+q12=1.74kN/m;
V=(0.677×1.74+0.990×1.2)×9004/(100×2.06×105×121900)=0.618mm;
纵向钢管的最大挠度为0.618mm小于纵向钢管的最大容许挠度1200/150与10mm,满足要求!
(四)、横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力,P=3.882kN;
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=0.932kN.m;
最大变形Vmax=2.156mm;
最大支座力Qmax=12.68kN;
最大应力σ=183.425N/mm2;
横向钢管的计算应力183.425N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为2.156mm小于支撑钢管的最大容许挠度900/150与10mm,满足要求!
(五)、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数1.00,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=12.68kN;
R<16.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。
(六)、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×20=2.582kN;
(2)栏杆的自重(kN):
NG2=0.15×1.2=0.18kN;
(3)脚手板自重(kN):
NG3=0.3×0.9×1.2=0.324kN;
(4)堆放荷载(kN):
NG4=5×0.9×1.2=5.4kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.486kN;
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=4×0.9×1.2=4.32kN;
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×8.486+1.4×4.32=16.231kN;
(七)、立杆的稳定性验算:
立杆的稳定性计算公式:
如果完全参照《扣件式规范》,由公式(1)或(2)计算
公式(1)的计算结果:
立杆计算长度L0=k1μh=1.167×1.73×1.5=3.028m;
L0/i=3028.365/15.8=192;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.195;
钢管立杆受压应力计算值;σ=16231.2/(0.195×489)=170.219N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=170.219N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
公式(2)的计算结果:
L0/i=1700/15.8=108;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.53;
钢管立杆受压应力计算值;σ=16231.2/(0.53×489)=62.628N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=62.628N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
公式(3)的计算结果:
L0/i=2091.031/15.8=132;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.386;
钢管立杆受压应力计算值;σ=16231.2/(0.386×489)=85.991N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=85.991N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则容易存在安全隐患。
以上表参照《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》资料。
(八)、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
fg=fgk×kc=80kpa;
其中,地基承载力标准值:fgk=160kpa;
脚手架地基承载力调整系数:kc=0.5;
立杆基础底面的平均压力:p=N/A=64.92kpa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:N=16.23kN;
基础底面面积:A=0.25m2。
p=64.92≤fg=80kpa。地基承载力满足要求。
4、卸料平台设计计算。
五、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。
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、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。
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铰支计算;
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。
主梁材料类型及型号:16号工字钢;
次梁材料类型及型号:10号工字钢;
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。
水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):2.50,水平钢梁(主梁)的锚固长度(m):0.10;
平台计算宽度(m):3.00。
次梁选择10号工字钢,间距0.4m,其截面特性为:
面积A=14.3cm2;
惯性距Ix=245cm4;
截面抵抗矩Wx=49cm3;
回转半径ix=4.14cm;
截面尺寸:b=68mm,h=100mm,t=7.6mm。
(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=10.00/2.50/3.00×0.40=0.53kN/m;
(3)工字钢自重荷载Q3=0.11kN/m;
经计算得到静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2+Q3)=1.2×(0.14+0.53+0.11)=0.94kN;
经计算得到活荷载设计值P=1.4×2.00×0.40×3.00=3.36kN。
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=0.94×3.002/8+3.36×3.00/4=3.58kN.m。
次梁工字钢的最大应力计算值σ=3.58×103/(1.05×49.00)=69.53N/mm2;
次梁工字钢的最大应力计算值σ=69.527N/mm2小于次梁工字钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求。
由于φb大于0.6,按照下面公式调整:
得到φb=0.853;
次梁槽钢的稳定性验算σ=3.58×103/(0.853×49.000)=85.58N/mm2;
次梁工字钢的稳定性验算σ=85.577N/mm2小于次梁工字钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求。
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16号工字钢,间距0.4m,其截面特性为:
面积A=26.1cm2;
惯性距Ix=1130cm4;
截面抵抗矩Wx=141cm3;
回转半径ix=6.58cm;
截面尺寸,b=88mm,h=160mm,t=9.9mm;
(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)工字钢自重荷载Q2=0.20kN/m
静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.11+0.20)=0.37kN/m;
次梁传递的集中荷载取次梁支座力P=(0.94×3.00+3.36)/2=3.09kN;
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]=19.521kN;
R[2]=6.129kN;
最大支座反力为Rmax=19.521kN;
最大弯矩Mmax=5.748kN.m;
最大挠度V=1.411mm。
主梁工字钢的最大应力计算值σ=5.75×106/1.05/141000.0+9.76×103/2610.000=42.563N/mm2;
主梁工字钢的最大应力计算值42.563N/mm2小于主梁工字钢的抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2,满足要求。
由于φb大于0.6,应按照下面公式调整:
可得φb=0.929;
主梁槽钢的稳定性验算σ=5.75×106/(0.929×141000.00)=43.88N/mm2;
主梁槽钢的稳定性验算σ=43.88N/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
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=19.521/0.894=21.82kN;
(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21.82kN;
如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力计算公式:
计算中近似取Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm);
计算中[Fg]取21.825kN,α=0.82,K=6,得到:d=17.9mm。
钢丝绳最小直径必须大于18mm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=21824.750N。
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=[21824.7×4/(3.142×50.00×2)]1/2=23.6mm。
六、操作平台安全措施及要求
1、卸料平台的上部拉结点,必须设于建筑物上老城区污水管道改造施工方案,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CJJ/T309-2020 直线电机轨道交通限界标准及条文说明.pdf,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。
编制单位:成都市新都区第十二建筑工程有限公司