出口加工区钢管落地卸料平台计算书.docx

钢管落地卸料平台计算书

标厂物流项目11#、12#标准厂房工程，结构类型：框架结构；2层局部3层，其中11#厂房建筑面积为17562平方米，12#厂房建筑面积为17562平方米，轴线尺寸为15870mm×52200mm。建筑高度13.55m，局部17.3m。
卸料平台处于什么轴线位置？几米*几米？
一、设计方案
1、材料选择
选用Q235A级碳素结构钢不小于2.8壁厚的φ48焊接钢管，配套可锻铸铁制作的直角、旋转及对接扣件；
2、钢管落地缺料平台设计
立杆横向间距或排距la(m):0.90，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)：5.00；
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:Φ48×3.0，
二、计算书
扣件式钢管落地平台的计算依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等编制。
本计算书编写还参考了《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。

一、参数信息
1.基本参数
立杆横向间距或排距la(m):0.90，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)：5.00；
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:Φ48×3.0，扣件连接方式：双扣件，取扣件抗滑承载力系数:1.00；
2.荷载参数
脚手板自重(kN/m2):0.100；
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):3.000；
3.地基参数
地基土类型:混凝土；地基承载力标准值(kPa):120.00；
立杆基础底面面积(m2):0.25；地基承载力调整系数:1.00。
二、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=4.49 cm3；
截面惯性矩 I=10.78cm4；

纵向钢管计算简图
1.荷载的计算
(1)脚手板自重(kN/m)：
q11=0.1×0.3=0.03kN/m；
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：
q12=5×0.3=1.5kN/m；
(3)施工荷载标准值(kN/m)：
p1=3×0.3=0.9kN/m
2.强度验算
依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)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:
M=0.1q1l2+0.117q2l2
最大支座力计算公式如下:
N=1.1q1l + 1.2q2l
均布恒载：q1=1.2 × q11= 1.2×0.03=0.036kN/m；
均布活载：q2=1.4×0.9+ 1.4 ×1.5=3.36kN/m；
最大弯距 Mmax=0.1×0.036×0.92 + 0.117 ×3.36×0.92=0.321kN·m ；
最大支座力 N=1.1×0.036×0.9 + 1.2×3.36×0.9=3.664kN；
最大应力 σ=Mmax / W=0.321×106 / (4490)=71.569N/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 71.569N/mm2 小于 纵向钢管的抗压设计强度 205N/mm2，满足要求！
3.挠度验算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度；
计算公式如下:
ν=0.667ql4/100EI
均布恒载:
qk=qll=0.03kN/m；
ν=0.677 ×0.03×9004/(100×2.06×105×107800)=0.006 mm；
纵向钢管的最大挠度为 0.006 mm 小于 纵向钢管的最大容许挠度 900/150与10 mm，满足要求！
三、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 =3.664kN；

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=0.88kN·m ；
最大变形 νmax=2.301 mm ；
最大支座力 Qmax=11.971kN ；
最大应力 σ= 195.921N/mm2 ；
横向钢管的计算应力 195.921N/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 2.301 mm 小于 支撑钢管的最大容许挠度 900/150与10 mm，满足要求！
四、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 。
R ≤Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取16.00kN；
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 11.971kN；
R < 16.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！
五、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=0.129×5=0.646kN；
(2)栏杆的自重(kN)：
NG2=0.15×0.9=0.135kN；
(3)脚手板自重(kN)：
NG3=0.1×0.9×0.9=0.081kN；
经计算得到，静荷载标准值 NG=NG1+NG2+NG3=0.861kN；
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=3×0.9×0.9+5×0.9×0.9=6.48kN；
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=1.2×0.861+ 1.4×6.48=10.106kN；
六、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=10.106kN；
φ ------- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到；
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i=1.59 cm；
A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A=4.24 cm2；
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.49 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] =205N/mm2；
KH ----高度调整系数：KH=1/(1+0.005×(5-4))=0.995；
L0 ---- 计算长度 (m)；
如果完全参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)，由公式(1)或(2)计算
l0=k1μh (1)
l0=h+2a (2)
k1---- 计算长度附加系数，取值为1.167；
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》(JGJ130-2001)表5.3.3；μ= 1.7；
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1 m；
公式(1)的计算结果：
立杆计算长度 L0=k1μh=1.167×1.7×1.5=2.976 m；
L0/i=2975.85 / 15.9=187 ；
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= 0.205 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =10105.8 /( 0.205×424 )= 116.266N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ=116.266N/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 / 15.9=107 ；
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= 0.537 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =10105.8 /( 0.537×424 )= 44.384N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ=44.384N/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)
k2 -- 计算长度附加系数，按照表2取值1.003 ；
公式(3)的计算结果：
L0/i=1989.852 / 15.9=125 ；
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= 0.423 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =10105.8 /( 0.423×424 )= 56.346N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ=56.346N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！
七、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=120 kPa；
其中，地基承载力标准值：fgk= 120 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=N/A =40.42 kPa ；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N=10.11kN；
基础底面面积 ：A=0.25 m2 。
p=40.42 kPa ≤ fg=120 kPa 。地基承载力满足要求！