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淺談卸料平臺的搭設(shè)與計算
在框架及框剪等結(jié)構(gòu)工程施工過程中,常常使用卸料平臺,一方面作為周轉(zhuǎn)材料的中轉(zhuǎn)站,另一方面作為砌體、粉刷等材料的轉(zhuǎn)運工作面。本人所在地區(qū)的工程項目在施工中大多使用扣件式鋼管腳手架搭設(shè)懸挑式卸料平臺,且形式多樣,此種懸挑式平臺搭拆方便,但個別項目由于搭設(shè)時未經(jīng)嚴(yán)格計算,操作人員轉(zhuǎn)料時超載等原因而發(fā)生卸料平臺垮塌事故 。我單位在工程施工中所搭設(shè)的卸料平臺通過嚴(yán)格的設(shè)計,按圖搭設(shè),并經(jīng)多年的實踐檢驗未發(fā)生任何安全事故。下面介紹扣件式鋼管腳手架搭設(shè)懸挑式卸料平臺的搭設(shè)方法及計算。
一、搭設(shè)方法
卸料平臺平面大小取決于懸挑鋼管的長度、建筑物的柱距以及轉(zhuǎn)運材料的長度。鋼管的長度一般為6.0m,考慮挑桿在樓面上支承及斜撐桿的支承,懸挑長度應(yīng)小于4.5m;建筑物層高一般為3.0m,柱模板及支模架立桿的長度不會大于3.0m,如果材料較長可在平臺呈對角放置。所以我單位所搭設(shè)的卸料平臺平面尺寸一般為3.0×4.5m(或根據(jù)現(xiàn)場而定),平臺采用斜撐桿及斜拉鋼絲繩組成,鋼絲繩固定在框架梁上,斜撐桿支立在已澆好的砼樓面梁上(每根水平挑桿設(shè)二根撐桿),平臺水平挑桿固定在砼樓面上穿過預(yù)埋的ф12鋼筋卡環(huán)并用扣件卡牢。卸料平臺獨立設(shè)置,嚴(yán)禁與外腳手架連接。見卸料平臺平面及側(cè)面示意圖。
二、材料要求
Φ48×3.5鋼管應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T700)中Q235-A鋼的規(guī)定,扣件應(yīng)符合《鋼管腳手架扣件》(GB15831)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn),在螺栓擰緊扭力矩達(dá)65N·m時不發(fā)生破壞,竹手板采用楠竹制作的竹串片。
三、荷載計算
①恒載計算
荷載標(biāo)準(zhǔn)值:
竹串片腳手板 0.35KN/m2
欄桿、竹串片檔腳板 0.14KN/m
Φ48×3.5鋼管 0.0384KN/m
扣件取平均重 0.015KN/個
密目式安全網(wǎng) 0.003KN/m2
各構(gòu)件自重為:
腳手板自重:0.35×3×4.5=4.725KN
欄桿、竹串片擋腳板自重:0.14×(4.5×2+3.0)=1.68KN
鋼管自重:(4.5×4+6×3)×0.0384=1.382KN
扣件自重:24×0.015=0.36KN
密目式安全網(wǎng)自重為:0.003×1.2(4.5×2+3)=0.043KN
卸料平臺自重為:4.725+1.68+1.382+0.36+0.043=8.2KN
假定卸料平臺限載500kg,即5KN,恒荷載為8.2+5=13.2KN,化為均布荷載q=13.2÷(3×4.5)=0.98KN/m2
②施工活荷載: 3.0KN/m2
③荷載效應(yīng)組合設(shè)計值=1.2×0.98+1.4×3≈5.4KN/m2
取卸料平臺1/3寬度作計算單元,(因為四根挑桿將平臺劃分為三個單元)面荷載化為線荷載q=5.4KN/m
四、卸料平臺受力分析及計算
計算簡圖如下:
水平挑桿內(nèi)力近似地按三跨連續(xù)梁計算
跨內(nèi)最大彎距Mmax=kqL2,其中K取最大值查表為0.08,Mmax=0.08×5.4×1.52=0.972KN/m
①所受最大彎距的水平挑桿抗彎強度驗算
δ=Mmax/Wn=0.972×106/5080=191.3N/mm2<205N/mm2
符合要求
②求支座B、C、D各點最大剪力,中間支座B、C取最大剪力系數(shù)
B支座:QB=KBqL=0.6×5.4×1.5=4.86KN
C支座:QC=QB=4.86KN
D支座:QD=KDqL=0.4×5.4×1.5=3.24KN
③斜撐桿CE的穩(wěn)定性驗算
計算簡圖如下:
按節(jié)點平衡原則 NCE=QC/sinα=4.86×4.243/3=6.87KN
L0=μL=1.27L=1.27×4.243=5.389≈5.4m
∵λ =L0/i=(5.4×103)÷(1.58×10)=341.8>250
∴ ф=7320/λ=7320/341.82=0.063
N/фA=(6.87×103)÷(0.063×4.89×102)=221.6>f=205N/mm2
不能滿足要求
所以在CE桿中部必須加一腰桿如卸料平臺側(cè)立面圖所示。
L 0′=L0/2=2.7m λ=L 0′/i=2.7×103/1.58×10=170.9
查表得 ф =0.243
N/фA=(6.87×103)÷(0.243×4.89×102)=57.8<f=205N/mm2
滿足要求
同理:在BE桿中部加一腰桿加強其穩(wěn)定性要求。
④選取斜拉鋼絲繩規(guī)格
計算簡圖所示:
NDF=QD/sinr=(3.24×5.64)÷3=6.09KN
以鋼絲繩的拉力按下式驗算鋼絲繩的安全系數(shù)K
K=F/T≤[K]=10 其中T=NDF=6.09KN
[K]=10為法定安全系數(shù)
鋼絲繩破斷拉力F≤[K]×T=10×6.09=60.9KN
選取6×19ф12的鋼絲繩滿足要求。
為安全起見在支撐點C處加一道同樣規(guī)格的鋼絲繩,增加卸料平臺的安全性。
⑤由于斜撐桿BE、CE及鋼絲繩DF的作用,使水平挑桿AD可能產(chǎn)生滑動,其水平方向的力如圖所示:
B點:NB=QB×ctgβ=4.86×1.5/3=2.43KN(→)
C點:Nc=Qc×ctgα=4.86×3/3=4.86KN(→)
D點:ND=QD×ctgr=3.24×4.5/3=4.86KN(←)
水平方向合力之和為2.43KN(→)
一個直角或旋轉(zhuǎn)扣件抗滑移承載力為8.0KN,所以在預(yù)埋卡環(huán)處緊挨左側(cè)設(shè)一個扣件即可。
⑥卡環(huán)設(shè)計計算
A支座剪力QA=KAql=0.4×5.4×1.5=3.24KN
卡環(huán)抗拔力必須滿足條件F≥3.24KN
δ≥F/n×AS 其中F=3.24KN
n=1 (一個卡環(huán)) AS為一個卡環(huán)的鋼筋面積
卡環(huán)選用光園Ι級鋼,其拉應(yīng)力δ=235N/mm2
AS≥3.24×103/235=13.78mm2
選取ф6圓鋼制作卡環(huán),其面積為28.2mm2>13.78mm2 滿足要求
在卸料平臺設(shè)計的位置事先進(jìn)行預(yù)埋,埋入深度不少于30d,實際預(yù)埋時使12光園鋼筋作卡環(huán),并與梁或板主筋鉤牢,如圖所示:
⑦B、C支座處扣件抗滑移計算
∵NCE=6.87KN<8KN ∴C支座處一個扣件可滿足要求
同理:B支座處同樣一個扣件可滿足要求
⑧計算垂直水平挑桿桿件的抗彎強度,用同樣的方法可滿足要求。
計算依據(jù)
1、JGJ130-2001《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》
2、JGJ80-91《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》
3、《結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》
[作者簡介] 陳培潤,男,湖南中天建設(shè)有限公司總工程師,高級工程師,株洲市紅旗南路30號,郵編:412000
電話(0733)13007333669
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