上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离:5.50m;
钢丝绳安全系数K:8.00,悬挑梁与墙的接点按铰支计算;
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。 悬挑卸料平台立面图 悬挑卸料平台平面图 二、次梁的计算
次梁选择12.6号工字钢,间距1.00m,其截面特性为
面积A=18.10cm2,惯性距Ix=488.42cm4,转动惯量Wx=77.53cm3,回转半径ix=1.61cm 截面尺寸 b=74.0mm,h=126.0mm,t=8.4mm 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)最大容许承载力均布荷载为2.00kN/m2; Q2 = 2.00×1.00=2.00kN/m (3)槽钢自重荷载 Q3=0.14kN/m
经计算得到,静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2+Q3) = 1.2×(0.35+2.00+0.14) = 2.99kN/m
考虑施工材料器具堆放的实际情况,将堆放荷载转化为线性荷载, 经计算得到,活荷载计算值 P = 1.4×10.00×1.00/4.50=3.11kN 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
经计算得到,最大弯矩计算值 M = 2.99×3.002/8×[1-4×(0.30/3.00)2]+3.11×3.00/4=5.56kN.m 3.抗弯强度计算
其中 γx —— 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 σ=5.56×106/(1.05×77529.00)=68.29N/mm2; 次梁槽钢的抗弯强度计算 σ < [f],满足要求! 4.整体稳定性计算
其中 Фb —— 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: Фb=1.30
由于Фb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用Фb查表得到其值为0.853
经过计算得到强度 σ=5.56×106/(0.853×77529.00)=84.06N/mm2; 次梁槽钢的稳定性计算 σ < [f],满足要求! 三、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22b号工字钢,其截面特性为
面积A=46.40cm2,惯性距Ix=3570.00cm4,转动惯量Wx=325.00cm3,回转半径ix=2.27cm 截面尺寸 b=112.0mm,h=220.0mm,t=12.3mm 1.荷载计算
(1)栏杆自重标准值:标准值为0.14kN/m Q1 = 0.14kN/m (2)钢自重荷载 Q2=0.36kN/m
经计算得到,均布荷载设计值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.14+0.36) = 0.60kN/m 各次梁产生的集中荷载取次梁支座力,分别为
P1=(1.2×(0.35+2.00)×0.50×3.00/2+1.2×0.14×3.00/2)×(1+2×0.30/3.00)+14.00×0.50/4.50/2=3.62kN
P2=(1.2×(0.35+2.00)×1.00×3.00/2+1.2×0.14×3.00/2)×(1+2×0.30/3.00)+14.00×1.00/4.50/2=6.93kN
P3=(1.2×(0.35+2.00)×1.00×3.00/2+1.2×0.14×3.00/2)×(1+2×0.30/3.00)+14.00×1.00/4.50/2=6.93kN
P4=(1.2×(0.35+2.00)×1.00×3.00/2+1.2×0.14×3.00/2)×(1+2×0.30/3.00)+14.00×1.00/4.50/2=6.93kN
P5=(1.2×(0.35+2.00)×0.75×3.00/2+1.2×0.14×3.00/2)×(1+2×0.30/3.00)+14.00×0.75/4.50/2=5.27kN
P6=(1.2×(0.35+2.00)×0.25×3.00/2+1.2×0.14×3.00/2)×(1+2×0.30/3.00)+14.00×0.25/4.50/2=1.96kN
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。
悬挑卸料平台水平钢梁计算简图 经过连续梁的计算得到
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) 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R1=24.77kN,R2=12.49kN,R3=-2.34kN 最大弯矩 Mmax=9.561kN.m 3.抗弯强度计算
其中 γx —— 截面塑性发展系数,取1.05;
[f] —— 钢材抗压强度设计值,[f] = 215.00N/mm2; 经过计算得到强度 σ=9.561×106/1.05/325000.0+18.012×1000/4640.0=31.90N/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
其中 Фb —— 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: Фb=0.98
由于Фb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用Фb查表得到其值为0.781
经过计算得到强度 σ=9.56×106/(0.781×325000.00)=37.68N/mm2; 主梁的稳定性计算 σ < [f],满足要求! 四、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RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力 RCi=RUisinθi
按照以上公式计算得到最大钢绳拉力分别为 RU1=30.62kN
五、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=30.624kN
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为钢丝绳直径(mm);
α —— 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。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×30.624/0.850=288.229kN。 选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径为24.5mm。 钢丝绳夹的选用:参见《建筑施工手册》第四版P803页。 钢丝绳夹作绳端固定或连接用。其外形及规格如下表。 钢丝绳夹规格 选用M20的钢丝绳夹。 钢丝绳夹使用注意事项:
(1)钢丝绳夹应按图所示方法把夹座扣在钢丝绳的工作段上,U形螺栓扣在钢丝绳的尾段上,钢丝绳夹不得在钢丝绳上交替布置。
钢丝绳夹的正确布置方法 (2)每一连接处所需钢丝绳夹的最少数量如下表所示。 钢丝绳夹使用数量和间距 本工程选用4组,间距为150mm.
(3)绳夹正确布置时,固定处的强度至少为钢丝绳自身强度的80%,绳夹在实际使用中受载1、2次后螺母要进一步拧紧。
(4)离套环最近处的绳夹应尽可能地紧靠套环,紧固绳夹时要考虑每个绳夹的合理受力,离套环最远处的绳夹不得首先单独紧固。
(5)为了便于检查接头,可在最后一个夹头后面约500mm处再安一个夹头,并将绳头放出一个\安全弯\。当接头的钢丝绳发生滑动时,\安全弯\即被拉直,这时就应立即采取措施。
安装钢丝绳夹放\安全弯\方法 六、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,为 N=RU=30.624kN
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》(GB50010-2010)9.7.6,[f] = 65N/mm2;
所需要的吊环最小直径 D=[30624×4/(3.1416×65×2)]1/2=18mm 七、锚固段与楼板连接的计算:
水平钢梁与楼板连接地锚螺栓计算如下(钢结构规范7.2): 地锚螺栓数量n = 2个
每个地锚螺栓承受的剪力 Nv=9006.18N 每个地锚螺栓承受的拉力 Nt=1168.50N 每个地锚螺栓承受的直径 d =25mm 每个地锚螺栓承受的有效直径 de=23mm 地锚螺栓抗剪强度设计值 fvb =140.0N/mm2 地锚螺栓抗拉强度设计值 ftb =170.0N/mm2 经过计算得到:
每个地锚螺栓受剪承载力设计值 Nvb = 3.1416×25×25×140.0/4=68722.50N 每个地锚螺栓受拉承载力设计值 Ntb = 3.1416×22.50×22.50×170.0/4=67593.49N 经过计算得到公式左边等于0.13; 每个地锚螺栓承载力计算满足要求!
以下的计算为参考计算,依据《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91)要求 如果外侧钢丝绳出现断裂,要求内侧钢丝绳能独立承担支撑作用,由于平台的受力情况发生了改变,故需要重新计算。
八、主梁的计算(外侧钢丝绳出现断裂后)
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22b号工字钢,其截面特性为
面积A=46.40cm2,惯性距Ix=3570.00cm4,转动惯量Wx=325.00cm3,回转半径ix=2.27cm 面积A=46.40cm2,惯性距Ix=3570.00cm4,转动惯量Wx=325.00cm3,回转半径ix=2.27cm