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悬挑式卸料平台施工方案

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2020年4月19日
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普利建业城市花园37#、38#楼

悬挑式卸料平台施工方案

编制单位： 山东起凤建工股份有限公司

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悬挑式卸料平台施工方案
本工程为普利建业城市花园37#、38#楼，层高主要为2.9m，地上11层+一层管道层、其中管道层高为2.5m，建筑面积约14327m2。为了克服以往主体施工中卸料平台与主体连接复杂（须埋设预埋件铁件、锚环）；搭设外架时须专门留设卸料平台口；本工程采用悬挑式转料平台设计，拆装方便，能够多次利用。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- )。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4 m，悬挑水平钢梁间距平台宽度)2.0 m。用2根钢丝绳斜拉固定，2根作为备用，主梁采用16a号槽钢槽口水平，次梁采用14a号槽钢槽口水平，次梁间距2m。容许承载力均布荷载2kN/m2，最大堆放材料荷载20kN。
一 设计依据：
1.《建筑施工高处作业安全技术规程》(JGJ80—91)
2.《钢结构设计规范》(GB50017— )
3.《建筑施工安全检查标准》(JGJ59—99)
二、设计方案（如图1、2所示）

卸料钢平台主梁长4.0m，宽2.0m，其中0.9m在楼层面。主梁用[16槽钢制作，次梁用[14槽钢制作，上铺40mm木板，用M8的螺栓与次梁相连。两边用两根6×37━15.5钢丝绳斜拉固定，拉绳和卸料平台平面成44°，另外两根备用斜拉钢丝绳与平台成50°，斜拉钢丝绳张开一定距离固定在剪刀墙螺杆孔内。平台两侧设1m高的防护栏杆，设竹签板挡板。以下是对其主次梁强度、稳定性，钢丝绳的强度，以及挡脚、吊环焊缝的演算。
三、 钢平台的计算：
1、次梁计算次梁的计算：次梁选择14a号槽钢槽口水平，间距2m，其截面特性为：面积A=18.516cm2,惯性距Ix=564cm4,转动惯量Wx=80.5cm3,回转半径ix=5.52cm截面尺寸 b=58mm，h=140mm，t9.5mm。
     A：荷载计算（如图3所示）

次梁选用[14号槽钢制作，共设4道；其间距为0.8m，各用2颗M12螺丝固定在主梁槽内。
依据JGJ80—91，并按相关规定永久荷载，可变荷载分项系数分别取1.2、1.4。
铺板自重：
(1)脚手板自重标准值：标准值为0.15kN/m2；
Q1 = 0.15×2＝0.300kN/m
(2) 材料最大堆放荷载为20kN/m2，转换为线荷载：
Q2 = 20/(4×2.0)×2=5.000kN/m
槽钢自重：
 (3)型钢自重荷载 Q3=0.145kN/m
经计算得：静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2+Q3) = 1.2×（0.300＋5.000＋0.145）＝6.534kN/m
活荷载计算值 P = 1.4×2×2＝5.600kN
 集中荷载（容许荷载：集中力400kg）：
     P 1=400×9.8×1.4=5.488kN
施工活荷载(限载 kg；每平方米活荷载 ×9.8/(2.4×2.0)=3.267N/m2)：
     q 1=3.267×0.8×1.4=3.659kN/m2
 B：抗弯强度验算
普通[14槽钢：重量为14kg/m、A=12.7cm2、截面惯性矩Ix=198cm4、截面抵抗矩Wx=397cm3 、f=215N/mm2
按简支梁计算，集中荷载的最不利位置位于跨中，如图2所示：
 查静力计算表得：
Mmax=（1/8）qL2+(1/4)pL
=(1/8)×(0.454+1.83)×2.52+(1/4)×5.488×2.5
=1.784+3.43=5.24kN/m
根据GB50017— 查得γx=1.05
σ=Mx/rxWx=5.24×146/1.05×39.7×143
=175kN/mm2    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：最大弯矩计算值 M = 6.534×2.0×2.0/8 ＋5.600×2.0/4=6.067kN.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 =6067×1000000/(1000×80.5)=71.78N/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能够不计算）

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=570×9.5×58×235/( .0×140×235)=1.12
由于大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017- )附录B，其值用应为：0.794
经过计算得到强度 =6.067×1000000/(0.794×80.5×1000)=94.92N/mm2；
次梁槽钢的稳定性计算值 < [f],满足要求!
四、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16a号槽钢槽口水平，其截面特性为:
面积A=21.962cm2,惯性距Ix=866cm4,转动惯量Wx=108cm3,回转半径ix=6.28cm
截面尺寸 b=63mm，h=160mm，t=10.0mm
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)槽钢自重荷载 Q2=0.172kN/m
经计算得：静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.15＋0.172)＝0.386kN/m
经计算得：次梁集中荷载取次梁支座力：
P=(6.534×2.0＋5.600)/2＝9.334kN
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：
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=14.773kN,R2=14.773kN
支座反力 RA=14.773kN
最大弯矩 Mmax=10.106kN.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： =10.106×1000000/(1.05×108×1000) ＋21.112×1000/(21.962×100)=98.731N/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能够不计算）

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=570×10.0×63×235/(4000×160×235)=0.56

经过计算得到强度 =10.106×1000000/(0.56×108×1000)=167.10N/mm2；
主梁槽钢的稳定性计算 < [f],满足要求!
五、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=25.767kN

六、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=25.767kN

采用6×19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)；
计算中能够近似计算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。
计算中，[Fg]取25.767KN，α=0.8，K=10，经计算得：
钢丝绳最小直径必须大于25mm才能满足要求。
七、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=RU=25.767kN
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=[25.767×1000×4/(3.1416×50×2)]1/2=18mm
八、操作平台安全要求:
1、卸料平台，必须符合下列规定：
（1）卸料平台应按现行的相应规范进行设计，其结构构造应能防止左右晃动。
（2）卸料平台的搁置点与上部拉结点，必须位于浇筑物上，不得设置在脚手架等施工设备上。
（3）斜拉杆或钢丝绳，构造上宜两边各设前后两道。
（4）应设置四个经验算的吊环。吊运平台时应使用卡环，不得使吊钩直接钩挂吊环。吊环应用甲类Q235钢制作。
（5）卸料平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，采取其它方式的卡子不得少于3个。建筑物锐角利口围系钢丝绳处应加衬软垫物，钢平台外口应路高于内口。
（6）卸料平台左右的两侧必须装置固定的防护拉杆。
（7）卸料平台吊装，需待横梁支撑点电焊固定，接好钢丝绳，调整完毕，经过检查验收，方可松卸起重吊钩，上下操作。
（8）卸料平台使用时应有专人进行检查，发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换，焊缝脱焊应及时修复。
2、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；
3、斜拉杆或钢丝绳，构造上宜两边各设置前后两道，并进行相应的受力计算；
4、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；
5、卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏；
6、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；
7、钢丝绳与水平钢梁的夹角最好在45-60度；
8、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；
9、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。
  按相关要求绳卡使用不得少于3个，选用3个。钢丝绳用普通花篮螺栓
九、钢平台安装：
卸料平台的施工工艺
卸料平台工作制作完毕经验收合格后方可吊装，吊装时，先挂好四角的吊钩，传发初次信号，但只能稍稍提升平台，放松斜拉钢丝绳，方可正式吊装，吊钩的四条引绳等长，保证平台在起吊过程中，平稳吊紧固螺母及钢丝绳卡，完毕后方可松塔吊吊钩，卸料平台安装完毕紧固，经验收合格后方可使用。卸平台的限重牌应在该平台附近的明显位置。要求提升一次验收一次。

1、钢平台的支点与上部拉接点位于建筑物上，不得与脚手架做任何连接。
2、钢丝绳张开一定距离（1.5m左右）固定在剪力墙螺杆孔内，悬空端部要略高于内部。
3、 备用钢丝绳紧固时要略松于斜拉钢丝绳。
4、 建筑物锐角利口处围系钢丝绳时要加衬软垫物。
    5、钢平台两侧装置固定的防护栏杆和密目网防护。