山西水利职业技术学院主教学楼卸料平台施工方案综述
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目录
1、工程概况 (1)
2、总体思路 (1)
3、卸料平台计算 (1)
4、悬挑式工字钢平台安装、使用时应注意的事项: (7)
5、吊装方案 (8)
6、安全技术措施 (8)
一、工程概况
本工程为山西水利职业技术学院主教学楼工程,总建筑面积12820m2,东西方向①~⑧轴距离长69900mm,南北方向A~D轴距离长17200mm。
基底建筑面积为1207.30m2,,地下室建筑面积为1202.30 m2,地上总建筑面积为11617.7 m2,建筑高度为35.55米。
本工程层数为地下一层,地上九层。
地下室包括变配电室、广播间、报警阀室、弱电机房、柴油发电机房及书库;一层为大厅、阅览室、办公室,二至八层为教室、办公室和教研休息室,九层为计算机房和休息区。
地下室层高为4.5m,一层层高为4.05m,二~八层层高为3.6m,九层层高为4.8m,水箱间层高为3.9m。
本工程±0.000标高相当于绝对标高为772.80(建设单位提供室外高程)。
室内外高差为1.5m。
本工程结构类型为框架-剪力墙结构,基础为钢筋混凝土肋梁式筏板。
二、总体思路
从实际施工安全、适用的角度考虑,卸料平台设计为悬挑式工字钢平台,共制作三个。
规格4.0m×2.5m×1.2m(长×宽×高),悬挑长度4.0m。
平台制作:主梁采用I14钢,次梁采用I10钢,连接采用焊接连接,防护栏杆采用φ48×3.0的钢管,竖向间距500mm,水平栏杆分别在高600、1200处各设置一道。
护栏周边三面采用多层板封闭。
平台每侧设两根6×19+1钢丝绳,与上层预留吊环用卡环连接,每根绳设卡具不少于3个。
平台底面设50mm厚的脚手板满铺,两端用8号镀锌铅丝捆紧,并在临边的三面设180mm高的挡脚板。
平台上要设有限定荷载标牌,本工程卸料平台限重为1.5t。
三、卸料平台计算
悬挑卸料平台计算书
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。
计算参数:
平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度4.00m,插入结构锚固长度1.00m,悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.50m。
水平钢梁(主梁)插入结构端点部分按照铰接点计算。
次梁采用10号工字钢,主梁采用14号工字钢。
次梁间距1.00m,外伸悬臂长度0.00m。
容许承载力均布荷载2.00kN/m2,最大堆放材料荷载15.00kN。
脚手板采用木板,脚手板自重荷载取0.35kN/m2。
栏杆采用五层胶合板,栏杆自重荷载取0.30kN/m。
选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,
外侧钢丝绳距离主体结构3.50m,两道钢丝绳距离2.00m,外侧钢丝绳吊点距离平台
3.00m。
(一)次梁的计算
次梁选择10号工字钢,间距1.00m,其截面特性为:面积A=14.30cm2,惯性距Ix=245.00cm4,转动惯量Wx=49.00cm3,回转半径ix=4.14cm,截面尺寸
b=68.0mm,h=100.0mm,t=7.6mm
1.荷载计算
(1)面板自重标准值:标准值为0.35kN/m2;
Q1 = 0.35×1.00=0.35kN/m
(2)最大容许均布荷载为2.00kN/m2;
Q2 = 2.00×1.00=2.00kN/m
(3)型钢自重荷载 Q3=0.11kN/m
经计算得到:
均布荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q3)+1.4×Q2 = 1.2×(0.35+0.11)+1.4×2.00 =
3.35kN/m;
集中荷载计算值 P = 1.4×7.00=9.80kN
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,内侧钢丝绳不计算,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 = 3.35×2.502/8+9.80×2.50/4=8.74kN.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=8.74×106/(1.05×49000.00)=169.94N/mm2;
次梁的抗弯强度计算 < [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]
其中 b ——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到:b=1.65
由于b大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用b'查表得到其值为0.884
经过计算得到强度=8.74×106/(0.884×49000.00)=201.77N/mm2;
次梁的稳定性计算 < [f],满足要求!
(二)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14号工字钢,其截面特性为:面积A=21.50cm2,惯性距Ix=712.00cm4,转动惯量Wx=102.00cm3,回转半径ix=5.76cm
截面尺寸 b=80.0mm,h=140.0mm,t=9.1mm
1.荷载计算
(1)栏杆自重标准值:标准值为0.30kN/m
Q1 = 0.30kN/m
(2)型钢自重荷载 Q2=0.17kN/m
经计算得到,静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.30+0.17) = 0.56kN/m 经计算得到,各次梁集中荷载取次梁支座力,分别为
P1=(1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×2.50/2+1.2×0.11×2.50/2=2.18kN P2=(1.2×0.35+1.4×2.00)×1.00×2.50/2+1.2×0.11×2.50/2=4.19kN
P3=(1.2×0.35+1.4×2.00)×1.00×2.50/2+1.2×0.11×2.50/2+9.80/2=9.09kN P4=(1.2×0.35+1.4×2.00)×1.00×2.50/2+1.2×0.11×2.50/2=4.19kN
P5=(1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×2.50/2+1.2×0.11×2.50/2=2.18kN
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
悬挑卸料平台主梁计算简图
经过连续梁的计算得到
主梁支撑梁剪力图(kN)
7.352
主梁支撑梁弯矩图(kN.m)
0.319
主梁支撑梁变形图(mm)
外侧钢丝绳拉结位置支撑力为11.65kN;最大弯矩 Mmax=7.81kN.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=7.81×
106/1.05/102000.0+13.59×1000/2150.0=79.23N/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,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到:
b=0.99
由于b大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用b'查表得到其值为0.770
经过计算得到强度=7.81×106/(0.770×102000.00)=99.48N/mm2;
主梁的稳定性计算 < [f],满足要求!
(三)钢丝拉绳的内力计算:
水平钢梁的轴力R
AH 和拉钢绳的轴力R
Ui
按照下面计算
其中RUicos i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力 R
Ci =R
Ui
sin i
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为R
U1
=17.90kN (四)钢丝拉绳的强度计算:
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力R
U 我们均取最大值进行计算R
U
=17.897kN
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为钢丝绳直经(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。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×17.897/0.850=168.439kN。
选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径18.5mm。
(五)钢丝拉绳吊环的强度计算:
我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力R
U
=17.897kN
N=R
U
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=[17897×4/(3.1416×50×2)]1/2=16mm
四、悬挑式工字钢平台安装、使用时应注意的事项:
4.1制作卸料平台时,吊点上需设置四个吊环。
吊运平台时,钢丝绳与吊环之间要使
用绳卡连接,不得使用卡环直接钩挂吊环。
4.2 卸料平台上满铺50mm厚木脚手板,(脚手板与次梁方向垂直铺设)并在外侧三边
设置180mm高的挡脚板。
4.3卸料平台的搁支点与上部拉接点,都必须位于建筑物上,不得设置在脚手架等施
工设施上。
4.4卸料平台外口应略高于内口,不可向外下倾。
钢丝绳与建筑物构件连接处若有尖
锐利口,可加软垫作衬垫,以防钢丝绳磨损。
4.5安装好的卸料平台,钢丝绳采用卡环连接,每个接头卡环不少于3个,吊装后,
须待横梁支撑点搁稳,钢丝绳接好,调整完毕,并经过检查验收,方可松卸起重
吊钩,供上下操作使用。
4.6绳卡的使用:
4.6.1卡子必须采用与钢绳配套的卡环。
4.6.2使用钢丝绳卡子时,一定要把U形螺栓拧紧,直到钢丝绳被压扁1/3左右为止。
4.6.3由于钢丝绳在受力后产生变形,绳卡在钢丝绳受力后要进行第二次拧紧,以保
证接头牢靠。
4.6.4如需检查钢丝绳在受力后绳卡是否滑动,必须采取附加一安全绳卡来进行。
4.6.5安全绳卡要安装在最后一个绳卡约500mm左右,将绳头放出一段安全弯后再与
主绳夹紧,这样卡子有滑动现象,安全弯将会被拉直,便于及时发现和及时加
固。
4.6.6绳卡之间的排列间距一般为钢丝绳直径的6-8倍左右,绳卡要一顺排列,应将U
型环部分卡在绳头的一面,压板放在主绳的一面,这是因U型环对钢丝绳的接触
面小。
4.7卸料平台上应悬挂醒目标志,标明容许荷载值(1.5t),换算为材料:6m钢管 65
根,4m木方5cm*10cm 97根,竹胶板1.22m*2.44m 40张。
使用中操作人员和物料的总重量不允许超过设计的容许荷载,并须设专人监督检查。
4.8 卸料平台吊装就位时,应由专业架子工安装固定,并应将容许荷载值显著地挂在
卸料平台上。
初次安装完毕就位后由现场安全员和技术员共同验收方可使用。
4.9卸料平台在使用过程中,发现钢丝绳有锈蚀损坏要及时更换,焊口开焊要及时补
焊牢固,绳卡在使用后螺栓丝扣损坏要及时更换。
五、吊装方案:
5.1钢丝绳穿入卸料平台吊环内,保证四股钢丝绳长短一致的情况下,松开底层结构
暗梁上的钢丝绳,塔吊指挥要保证此时将四股钢丝绳同时挂在塔吊吊钩上后,吊
车的四股绳均匀受力,保持平台平稳,拆除结构上钢丝绳人员应佩戴安全带并把
安全带系在可靠部位。
5.2准备安装卸料平台的楼层应提前拆除所用部位的外架,将一切影响平台安装的不
利杆件网片拆除,指挥人员指挥塔吊慢速将平台吊至所设平台结构层,慢慢靠近
结构梁上,调整左右位置,平衡后,由指挥人员指挥塔吊慢慢将平台吊成上倾斜
状,配合人员开始安装固定平台钢丝绳,安装合格后指挥塔吊落钩,并拆除另外
两根钢丝绳,由项目部组织验收后投入使用。
六、安全技术措施
6.1.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;
6.2.卸料平台安装时,钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢,建筑物锐角周围系钢丝绳处应
加补软垫物,平台外口应略高于内口(100~200mm);安装时不允许堆放任何荷载,由架子工配合塔吊安装。
6.3.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
0.7吨,严禁偏心堆载及过载,堆物高度不得超过护栏高度。
6.4.卸料平台吊装,需要将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;
6.5卸料平台周围所设护栏、护网,不得损坏或拆除。
6.6操作平台允许荷载为1.5T,操作平台上人员和物料总重量严禁超过设计的允许荷
载,在平台上设置重量标识牌及限长、宽、高标识牌,并配备专人加以监督。
6.7焊工应持有效证件上岗作业。
6.8.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;
6.9.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。