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16号工字钢代替ZLP630吊篮悬臂安装方案(含计算书)

16号工字钢代替ZLP630吊篮悬臂
现场安装专项方案(含计算书)
根据现场实际情况,由于部分位置吊篮大臂位置与结构发生冲突,继续穿墙设置将严重影响结构安全性,因此决定采用原悬挑脚手架工字钢做吊篮大臂使用。

根据吊篮重量及吊篮悬吊位置,特补充计算书如下。

根据ZLP系列吊篮使用手册可知,悬挂在工字钢上的重量主要为悬吊平台重量。

ZLP630吊篮悬吊平台质量(含提升机、安全锁、电气控制箱)为480KG(钢制),额定载重量为630KG,因此作用与工字钢的重量为(480+630)/2=555KG
计算书如下:
悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A 为墙支点。

悬臂单跨梁计算简图,根据现场,取最不利计算(m1=1.05,m2=1.5,l=2.5)
支座反力计算公式
支座弯矩计算公式
C点最大挠度计算公式
水平支撑梁的截面惯性矩I=1130 cm4,截面模量(抵抗矩) W=141 cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=555*9.8/1000=5.44kN;
水平钢梁自重强度计算荷载q=2.61×10-3×78.5 =0.205kN/m;
代入公式,经过计算得到
支座反力RA=8.38kN
支座反力RB=-2.12kN
最大弯矩MA=5.943kN·m
最大应力σ=5.943*106/( 1.05 ×141000 )= 40.14N/mm2
水平支撑梁的最大应力计算值640.14N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求!
最大挠度νmax= 4.07 mm
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定,受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍,即3000 mm 水平支撑梁的最大挠度 4.07 mm 小于水平支撑梁的最大容许挠度3000/400 mm,满足要求!
悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下
σ=M/φb W x≤[f]
其中φb -- 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)得,φb=1.3
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到φb值为0.85。

经过计算得到最大应力σ=5.943×106/( 0.85×141000 )= 49.587N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算σ=49.587 小于[f]=215N/mm2,满足要求!
锚固段与楼板连接的计算
1.水平钢梁与楼板压点采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下
锚固深度计算公式:
h ≥N/πd[f b]
其中N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=2.12kN;
d -- 楼板螺栓的直径,d=20mm;
[f b] -- 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取
1.57N/mm2;
[f]-- 钢材强度设计值,取215N/mm2;
h -- 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到h 要大于
3565.692/(3.142×20×1.57)=36.146mm。

螺栓所能承受的最大拉力F=1/4×3.14×202×215×10-3=67.51kN
螺栓的轴向拉力N=2.12kN 小于螺栓所能承受的最大拉力F=67.51kN,满足要求!
2.水平钢梁与楼板压点采用螺栓,混凝土局部承压计算如下
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:
N ≤(b2-πd2/4)f cc
其中N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向压力,N=8.38kN;
d -- 楼板螺栓的直径,d=20mm;
b -- 楼板内的螺栓锚板边长,b=5×d=100mm;
f cc-- 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取
0.95f c=16.7N/mm2;
(b2-πd2/4)f cc=(1002-3.142×202/4)×16.7/1000=161.754kN>N=13.265k N
经过计算得到公式右边等于161.75kN,大于锚固力N=8.38kN,
楼板混凝土局部承压计算满足要求!
经过计算,吊篮使用工字钢承载力满足要求,但应采取端部防滑措施,因原悬挑工字钢在悬挂吊篮处焊有防滑钢筋头,因此可利用钢筋头保证吊篮钢丝绳不滑脱。

同时,位于平屋面顶部的吊篮,考虑到女儿墙位置与前支架位置有部分冲突,且吊篮前支架在吊篮中属于抗压构件,主要承担支撑作用,且钢制支架截面较小。

同屋顶混凝土结构女儿墙相比,无论从抗压能力和抗倾覆能力相比,远不如屋顶混凝土女儿墙。

因此,考虑部分吊篮前支架采用屋顶混凝土女儿墙代替。

提高吊篮的安全系数。

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