悬挑卸料平台设计计算
1.计算参数设定
(1)基本参数
卸料平台宽度(悬挑长度)2.00m,长度3.00m,楼层高度6.00m;悬挑主梁采用2根I16工字钢,次梁采用I14工字钢,间距500mm;施工堆载、活荷载3.00kN/m2;平台上满铺0.30,采用钢丝绳卸荷,吊点宽度为1.00m。
钢材抗拉和抗弯强度设计值f =205.00N/mm2,抗剪设计强度f v=120.00N/mm2,钢材屈服点f y=235N/mm2,弹性模量E=206000N/mm2。
(2)荷载标准值
1)永久荷载标准值
脚手板采用0.30面铺木板,自重标准值:0.30kN/m2
2)施工均布活荷载标准值
施工堆载、活荷载3.00kN/m2
2.次梁验算
次梁采用I14工字钢;H=140mm,b=80mm,t=9.1mm,t w=5.5mm,W x=101700mm3,I x=7120000mm4,S=58400mm3,
次梁按单跨简支梁计算,跨度L=3.00m
(1)荷载计算
次梁自重G K1=0.17kN/m;脚手板自重G K2=0.30×0.50=0.15kN/m;施工活荷载Q K=施工堆载、活荷载×次梁间距=3.00×0.50=1.50kN/m;作用于次梁上的线荷载标准值
永久荷载q1=1.2G K=1.2×(0.17+0.15)=0.38kN/m
施工活荷载q2=1.4Q K=1.4×1.50=2.10kN/m
q=q1+q2=0.38+2.10=2.48kN/m, 集中荷载P=2.50×1.4=3.50kN
(2)抗弯强度验算
γx=1.05;M max=qL2/8+PL/4=2.48×3.002/8+3.50×3.00/4=5.42kN·m=5420000N·mm
σ=M max/γx W=5420000/(1.05×101700)=50.71N/mm2
次梁抗弯强度σ=50.71N/mm2<[f]=205.00N/mm2,满足要求。
(3)抗剪强度验算
V max=qL/2+P/2=2.48×3.00/2+3.50/2=5.47kN=5470N
τ=V max S/I x t W=5470×58400/(5.5×7120000)=8.16N/mm2
次梁抗剪强度τ=8.16N/mm2<[f v]=120.00N/mm2,满足要求。
(4)整体稳定性验算
查表得b=1.12>0.6;'b=1.07-(0.282/b)=1.07-(0.282/1.12)=0.82
f=M max/('b W)=5.42×106/(0.82×101700)=64.99N/mm2
次梁整体稳定性f=64.99N/mm2<[f]=205.00N/mm2,满足要求。
(5)挠度验算
υq=5qL4/(384EI x)=5×2.48×30004/(384×206000×7120000)=1.78mm
υp=PL3/(48EI x)=3.50×1000×30003/(48×206000×7120000)=1.34mm
υmax=υq+υp=1.78+1.34=3.12mm, [υ]=L/250=3000/250=12.00mm
次梁挠度υmax=3.12mm<[υ]=12.00mm,满足要求。
3.主梁验算
主梁采用I16工字钢;H=160mm,b=88mm,t w=6.0mm,t=9.9mm,W x=140900mm3,I x=11270000mm4,S=80800mm3。
主梁和栏杆自重q=0.2050+0.11=0.32kN/m
P2=V=qL/2+P/2=2.48×3.00/2+3.50/2=5.47kN,P1=P2/2=5.47/2=2.74kN
经计算得:M max=1.22kN·m,V max=4.04kN,υmax=0.03mm,R1=4.89kN,R2=11.37kN,R3=3.32kN,R4=0.04kN (1)抗弯强度验算
γx=1.05;σ=M max/γx W x=1.22×106/(1.05×140900)=8.25N/mm2
主梁抗弯强度σ=8.25N/mm2<[f]=205.00N/mm2,满足要求。
(2)抗剪强度验算
τ=V max S/I x t W=4.04×103×80800/(11270000×10)=2.90N/mm2
主梁抗剪强度τ=2.90N/mm2<[f v]=120.00N/mm2,满足要求。
(3)整体稳定验算
查表得b=2.00>0.6;'b=1.07-(0.282/b)=1.07-(0.282/2.00)=0.93
f=M max/('b W)=1.22×106/(0.93×140900)=9.31N/mm2
主梁整体稳定性f=9.31N/mm2<[f]=205.00N/mm2,满足要求。
(4)挠度验算
[υ]=L/250=2000/250=8.00mm;
主梁挠度υmax=0.03mm<[υ]=8.00mm,满足要求。
4.钢丝绳验算
吊点高度h=6.00m,吊点宽度L=1.00m
N1=R1=4.89kN,N2=R2=11.37kN
采用Φ20mm钢丝绳,K'=0.356,α=0.85,K=7.00
破断拉力总和F破=K'D2R o/1000=0.356×202×1670/1000=237.81kN
钢丝绳允许拉力[P]=F破α/K=237.81×0.85/7.00=28.88kN
T1=N1×(h2+L2)0.5/h=4.89×(6.002+2.002)0.5/9.00=5.15kN<[P]=28.88kN
T2=N2×(h2+L2)0.5/h=11.37×(6.002+1.002)0.5/6.00=11.53kN<[P]=28.88kN
钢丝绳承受拉力T=11.53kN<[P]=28.88kN,满足要求
5.吊环验算
四根钢丝绳分别设置吊环,吊环采用Φ20mm HPB235级钢筋制作,A s=3.14×(20/2)2=314mm2,f =65N/mm2
最大吊环承受的拉力为:N拉=T max=5.15+11.53=16.68kN
吊环可承受的拉力:f A s=65×2×314/1000=40.82kN
吊环强度40.82kN>N拉=16.68kN,满足要求
6.悬挑梁锚固钢筋验算
HPB235钢筋,f y=210N/mm2,锚固点拉力R=R3=3.32=3.32kN=3320N
预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算:取φ14
A s=307.72×210/3320=19.462×3.14×142/4=307.72mm2,
N m/A s=3320/307.72=10.79N/mm2
锚固钢筋10.79N/mm2<65N/mm2,满足要求。
7.计算结果
卸料平台宽度2.00m,长度3.00m,楼层高度6.00m;平台上满铺0.30。
次梁采用I14工字钢,间距500mm;悬挑主梁采用2根I16工字钢,工字钢悬挑梁端部设置吊索为Φ20mm(6×19)钢丝绳,内侧钢丝绳吊点宽度1.00m,Φ14mm锚固钢筋,Φ20mm吊环设置在上层楼面梁上。