论文部分内容阅读
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1020132－02
一、工程概况
深圳市星河世纪工程位于深圳市彩田路、与深南路的交汇处，该工程总建筑面积为15800平方米，其中地下室建筑面积为31600平方米，地下室埋深为14.65m，是由深圳市东永峰实业有限公司投资兴建，南油理业监理公司监理，深圳招商设计院设计有限公司设计的集住宅（B、C栋）32层、公寓（A栋）39层办公、商业（裙楼1~4层）为一体的综合楼。根据工程的施工实际情况，为满足现场施工要求、提高材料周转的效率，结合深圳市及本公司内部的有关规定卸料平台必须定型化、工具化，经公司相关部门统一设计、制作了以下定型化的卸料平台，通过该工程的实践使用证明，此卸料平台具有一定的可操作性，现推荐介绍如下，供广大建设者参考。
二、卸料平台的相关尺寸
该料台主体采用14#工字钢、缀件采用6.3#槽钢、防护采用φ48的钢管、30×30×4的角钢以及木板、扁铁进行相关配件制作。考虑运输方便，本卸料平台采用法兰连接。
1、平面及相关尺寸：3900×3000，设14#工字钢6根，长度分别为：主梁两根长2100、两根长1800和次梁二根3000；设6.3#槽钢8根，尺寸为：6根1000的和2根2000的;（详见平面布置图），限重为800kg即134kg/m2。
2、侧面设置活动式栏杆，即在平台侧面焊有加工好的φ55长200的钢管，栏杆下面钻有销孔。栏杆采用钢管、角钢和扁铁、木板组成；具体见左图（注：栏杆的高度1200且在100和1100处各焊一根角钢和在550处焊一根扁铁）。
3、正面设有活动式工具门。门高1200，在卸料平台外边沿焊一块挡铁板以防门向外开启，为保证门的整体稳定性在卸料平台两侧设置40×360高、10厚的钢板与转轴套管立焊，同时为保证安全在门两侧与卸料平台连接处各焊一根铁链，铁链的另一端固定在主体上，防止门被吊物碰到并钩起。（具体见下图）
4、法兰尺寸为240×140×t，法兰用6×φ18的普通螺栓连接，螺栓间距90。
5、总计用钢管长18000、角钢长14000和扁铁长7000。（所有未注单位的单位皆为mm。）
三、设计计算
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）。悬挑式卸料平台的计算参照简支梁的计算进行。由于悬挑平台的悬挑长度和所受荷载都很大，因此本平台主梁、次梁和次次梁Ⅰ14、小次次梁Ⅰ6.3，并且在平台上面满铺七合板。
（一）次梁的计算
次梁为I14，长3ｍ，计2根，（由于次次梁的受力小于次梁，因此只对最外端次梁进行验算）。其截面特性：面积A＝21.516cm2，惯性距Ix=712cm4,截面模量Wx=102cm3,回转半径ix=5.76cm；截面尺寸：ｂ=80mm,h=140mm,t=9.1mm（t为脚的平均厚度）。
工字钢截面图
1．荷载计算为
（1)七合板和木方自重标准值为400N/m2；则Q1＝400N/m2×1m=400N/m
（2)最大的材料器具堆放荷载1340 N/m2 ；
则Q2＝1340N/m2×1m=1340N/m
（3)各梁自重：
6.3＃槽钢总计10m、密度为6.63㎏/m，14＃工字钢总计13.8m、密度为16.9㎏/m，总计299.5kg。
则Q3＝299.5/（2×3）×10＝499 N/m，取Q3＝500 N/m
（4)施工活荷载2KN/㎡ ；则Q4＝2KN/㎡×1m＝2KN/m
（5)栏杆与挡脚手板自重标准值：本平台采用栏杆、冲压钢与挡脚手板，标准值为0.11KN/m
Q5＝110N/m
经计算得：静荷载计算值为：q＝1.2×（Q1+Q2+Q3＋Q5）＝1.2×2350
＝2820N/m
活荷载计算值为：p＝1.4×Q4＝2800N/m
2．内力计算
2m次梁均匀作用于3m梁上,可以认为3m梁受均布荷载p和均布荷载q作用下,简支梁计算简图如下：
其中rx－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σ＝59.3 N/mm2≤【ｆ】；满足要求。
4．整体稳定性计算
其中 －均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照《钢结构设计规范》（GB50017－2003）附录B.2
由于大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017－2003）附录B.1
经过计算得到强度σ＝76≤215＝【ｆ】；次梁满足。
（二）主梁的计算
主梁采用Ⅰ14（长3.9ｍ，计2根），其截面特性见上。
主梁采用Ⅰ14（长3.9ｍ，计2根），其截面特性见上。
1．荷载计算
（1)栏杆与挡脚手板自重标准值：本平台采用栏杆、冲压钢与挡脚手板，标准值为0.11KN/m
Q1＝110N/m
（2)工字钢自重荷载Q2＝169N/m；取Q2＝170 N/m
（3)主梁受到的集中荷载为次梁支座力Q3；其大小为P = (2820+2800)×3.00/2=8430N
经计算得到：集中荷载
均布荷载：q＝1.2×Q2＝204 N/m，取q＝210N/m
钢丝绳的张拉见A-A剖面图：
则外围钢丝绳的张拉角度为φ：
根据以下公式：
tanφ=2×h÷l（h为楼层高度，l为主梁长度）
得到φ＝55°
2．内力计算
内力按照集中荷载p1和p2和均布荷载q作用下的连续梁计算，计算简图如下（其中处于安全考虑钢丝绳只算最外端一根钢丝绳,另一根钢丝绳作为安全储备）。
则Tsin55＝12458N，T=15208N ;R=4846N，
最大弯矩Mmax在距根部1.9ｍ处（由图可见）
Mmax＝R×1.9－Q2×1.92÷2＝9207-379＝8825N·m
取Mmax＝8825 N·m
3．抗弯强度计算
N=Tcos55=15208×0.57=8722N,
其中rx－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σ＝82.4+4＝86.4≤【ｆ】；满足要求。
4．整体稳定性计算
其中－均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照《钢结构设计规范》（GB50017－2003）附录B.2
由于大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017－2003）附录B.1
经过计算得到强度σ＝99.4≤215＝【ｆ】
主梁满足。
（三）法兰计算（法兰如右图）
1．首先验算法兰上的螺栓（螺栓最大力Nt）
Nt=M×y÷（2×Σyi ）=8.825×45×1000÷（2×90×90）=24.5KN
注：此处的弯距本应该是距C端1800 mm处的且为最大弯距，
由于法兰处的剪力V＝R－210×L（L为1400mm）,从安全角度出发此时V=R，此处V为单个螺栓所受剪力，V=4.846÷6 =0.8KN。
所以选用直径D=18的普通螺栓，其抗拉承载力
[Ntb]=40.1KN，
抗剪承载 [Nvb]=26.6KN
抗弯剪联合作用验算螺栓强度：
满足
2．法兰厚度计算
由图可见法兰宽b=140、ef=20（ef为螺栓中心到工字钢翼缘板表面的距离）、Nt= 22KN、f=215N/mm：
则厚度；取t=12 mm。
（四）中间小缀件验算（受力图如下）
由于中间两根6.3#槽钢容易失稳，所以中间缀件任取其中一根验算。相关参数为WX=16300mm3、平均荷载q为1.2×（1.34×2+0.4×2+0.0663×2）=4.3KN/m；所以弯距X=2000M=q/8×(X)2=2.15KN.m；因此σ=M÷WX=131.9N/mm<[σ]；满足。
（五）钢丝绳的强度计算
钢丝绳的拉力为T=15208N
钢丝绳的容许拉力[Fg]=αFg/K，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Fg＝0.5d2
Α－钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19取0.85，令[Fg]＝15.208kN，α＝0.85，K＝10，得到：钢丝绳最小直径d为18.9mm，取d＝20mm。
（六）吊点
吊点采用钢筋冷弯然后焊接在悬挑前端，并与主梁焊接，钢板处吊环强度计算公式为σ=N/A≤[f]，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=[15208×4/(3.1416×50×2)]1/2=13.9mm，取D=16mm即可，具体见附图。
（七）焊缝计算
焊条采用E433型，相关参数为抗拉、抗剪皆为160N/mm。设14#工字钢的焊脚为5mm采取双面焊则焊缝长度为8430÷160÷0.7÷5÷2=（L-10），L=17.5mm取L=50mm；设6.3#槽钢的焊脚为5mm同样为双面焊；则焊缝长度为4300÷160÷0.7÷5÷2=（L-10），L=13.8mm取L=50mm，其余的中间缀件的焊缝与其一样；法兰也采取双面焊焊脚为5mm。（注：L是单面焊缝）
（八）悬挑与框架梁的联结
采用200×200×12的钢板，钢板通过四根12的膨胀螺栓固定在梁上，然后将悬挑焊在钢板上焊脚取5mm双面焊，则焊缝所受剪力为13.34KN，因此焊缝长度L=34mm，取L=180mm。
四、安装及使用过程中的安全事项
1．组件拼装由专业焊工及架子工组成专业小组，且所有人员必须持证上岗。
2．拼装时所有部位不得与脚手架体产生硬性连接。
3．安装时所有作业人员要系安全带、戴安全帽、穿防滑胶鞋，在塔吊的配合下进行。
4．卸料平台安装时整体上偏5度，并且钢丝绳采用Ф15夹头夹固，夹头数目不低于4个，夹头间的间距不低于钢丝绳直径的9倍，末端设置安全弯以便观察。
5．所有栏杆上的开口销必须配全并张开、安装完毕后必须配置醒目的吊重限制，交付使用时一定要经过安全科和项目部以及机务队专业人员验收确认符合要求后方可正常使用。
6．每次作业完毕后，应立即关闭防护门。
五、结论
通过本工程的实践证明，如此设计的施工卸料平台对于工程施工既经济实用，同时使用起来又安全可靠，具有较强的可操作性，满足了现代施工中定型化、工具化的要求，特向广大建设者同行们推荐参考。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
一、工程概况
深圳市星河世纪工程位于深圳市彩田路、与深南路的交汇处，该工程总建筑面积为15800平方米，其中地下室建筑面积为31600平方米，地下室埋深为14.65m，是由深圳市东永峰实业有限公司投资兴建，南油理业监理公司监理，深圳招商设计院设计有限公司设计的集住宅（B、C栋）32层、公寓（A栋）39层办公、商业（裙楼1~4层）为一体的综合楼。根据工程的施工实际情况，为满足现场施工要求、提高材料周转的效率，结合深圳市及本公司内部的有关规定卸料平台必须定型化、工具化，经公司相关部门统一设计、制作了以下定型化的卸料平台，通过该工程的实践使用证明，此卸料平台具有一定的可操作性，现推荐介绍如下，供广大建设者参考。
二、卸料平台的相关尺寸
该料台主体采用14#工字钢、缀件采用6.3#槽钢、防护采用φ48的钢管、30×30×4的角钢以及木板、扁铁进行相关配件制作。考虑运输方便，本卸料平台采用法兰连接。
1、平面及相关尺寸：3900×3000，设14#工字钢6根，长度分别为：主梁两根长2100、两根长1800和次梁二根3000；设6.3#槽钢8根，尺寸为：6根1000的和2根2000的;（详见平面布置图），限重为800kg即134kg/m2。
2、侧面设置活动式栏杆，即在平台侧面焊有加工好的φ55长200的钢管，栏杆下面钻有销孔。栏杆采用钢管、角钢和扁铁、木板组成；具体见左图（注：栏杆的高度1200且在100和1100处各焊一根角钢和在550处焊一根扁铁）。
3、正面设有活动式工具门。门高1200，在卸料平台外边沿焊一块挡铁板以防门向外开启，为保证门的整体稳定性在卸料平台两侧设置40×360高、10厚的钢板与转轴套管立焊，同时为保证安全在门两侧与卸料平台连接处各焊一根铁链，铁链的另一端固定在主体上，防止门被吊物碰到并钩起。（具体见下图）
4、法兰尺寸为240×140×t，法兰用6×φ18的普通螺栓连接，螺栓间距90。
5、总计用钢管长18000、角钢长14000和扁铁长7000。（所有未注单位的单位皆为mm。）
三、设计计算
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）。悬挑式卸料平台的计算参照简支梁的计算进行。由于悬挑平台的悬挑长度和所受荷载都很大，因此本平台主梁、次梁和次次梁Ⅰ14、小次次梁Ⅰ6.3，并且在平台上面满铺七合板。
（一）次梁的计算
次梁为I14，长3ｍ，计2根，（由于次次梁的受力小于次梁，因此只对最外端次梁进行验算）。其截面特性：面积A＝21.516cm2，惯性距Ix=712cm4,截面模量Wx=102cm3,回转半径ix=5.76cm；截面尺寸：ｂ=80mm,h=140mm,t=9.1mm（t为脚的平均厚度）。
工字钢截面图
1．荷载计算为
（1)七合板和木方自重标准值为400N/m2；则Q1＝400N/m2×1m=400N/m
（2)最大的材料器具堆放荷载1340 N/m2 ；
则Q2＝1340N/m2×1m=1340N/m
（3)各梁自重：
6.3＃槽钢总计10m、密度为6.63㎏/m，14＃工字钢总计13.8m、密度为16.9㎏/m，总计299.5kg。
则Q3＝299.5/（2×3）×10＝499 N/m，取Q3＝500 N/m
（4)施工活荷载2KN/㎡ ；则Q4＝2KN/㎡×1m＝2KN/m
（5)栏杆与挡脚手板自重标准值：本平台采用栏杆、冲压钢与挡脚手板，标准值为0.11KN/m
Q5＝110N/m
经计算得：静荷载计算值为：q＝1.2×（Q1+Q2+Q3＋Q5）＝1.2×2350
＝2820N/m
活荷载计算值为：p＝1.4×Q4＝2800N/m
2．内力计算
2m次梁均匀作用于3m梁上,可以认为3m梁受均布荷载p和均布荷载q作用下,简支梁计算简图如下：
其中rx－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σ＝59.3 N/mm2≤【ｆ】；满足要求。
4．整体稳定性计算
其中 －均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照《钢结构设计规范》（GB50017－2003）附录B.2
由于大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017－2003）附录B.1
经过计算得到强度σ＝76≤215＝【ｆ】；次梁满足。
（二）主梁的计算
主梁采用Ⅰ14（长3.9ｍ，计2根），其截面特性见上。
主梁采用Ⅰ14（长3.9ｍ，计2根），其截面特性见上。
1．荷载计算
（1)栏杆与挡脚手板自重标准值：本平台采用栏杆、冲压钢与挡脚手板，标准值为0.11KN/m
Q1＝110N/m
（2)工字钢自重荷载Q2＝169N/m；取Q2＝170 N/m
（3)主梁受到的集中荷载为次梁支座力Q3；其大小为P = (2820+2800)×3.00/2=8430N
经计算得到：集中荷载
均布荷载：q＝1.2×Q2＝204 N/m，取q＝210N/m
钢丝绳的张拉见A-A剖面图：
则外围钢丝绳的张拉角度为φ：
根据以下公式：
tanφ=2×h÷l（h为楼层高度，l为主梁长度）
得到φ＝55°
2．内力计算
内力按照集中荷载p1和p2和均布荷载q作用下的连续梁计算，计算简图如下（其中处于安全考虑钢丝绳只算最外端一根钢丝绳,另一根钢丝绳作为安全储备）。
则Tsin55＝12458N，T=15208N ;R=4846N，
最大弯矩Mmax在距根部1.9ｍ处（由图可见）
Mmax＝R×1.9－Q2×1.92÷2＝9207-379＝8825N·m
取Mmax＝8825 N·m
3．抗弯强度计算
N=Tcos55=15208×0.57=8722N,
其中rx－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σ＝82.4+4＝86.4≤【ｆ】；满足要求。
4．整体稳定性计算
其中－均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照《钢结构设计规范》（GB50017－2003）附录B.2
由于大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017－2003）附录B.1
经过计算得到强度σ＝99.4≤215＝【ｆ】
主梁满足。
（三）法兰计算（法兰如右图）
1．首先验算法兰上的螺栓（螺栓最大力Nt）
Nt=M×y÷（2×Σyi ）=8.825×45×1000÷（2×90×90）=24.5KN
注：此处的弯距本应该是距C端1800 mm处的且为最大弯距，
由于法兰处的剪力V＝R－210×L（L为1400mm）,从安全角度出发此时V=R，此处V为单个螺栓所受剪力，V=4.846÷6 =0.8KN。
所以选用直径D=18的普通螺栓，其抗拉承载力
[Ntb]=40.1KN，
抗剪承载 [Nvb]=26.6KN
抗弯剪联合作用验算螺栓强度：
满足
2．法兰厚度计算
由图可见法兰宽b=140、ef=20（ef为螺栓中心到工字钢翼缘板表面的距离）、Nt= 22KN、f=215N/mm：
则厚度；取t=12 mm。
（四）中间小缀件验算（受力图如下）
由于中间两根6.3#槽钢容易失稳，所以中间缀件任取其中一根验算。相关参数为WX=16300mm3、平均荷载q为1.2×（1.34×2+0.4×2+0.0663×2）=4.3KN/m；所以弯距X=2000M=q/8×(X)2=2.15KN.m；因此σ=M÷WX=131.9N/mm<[σ]；满足。
（五）钢丝绳的强度计算
钢丝绳的拉力为T=15208N
钢丝绳的容许拉力[Fg]=αFg/K，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Fg＝0.5d2
Α－钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19取0.85，令[Fg]＝15.208kN，α＝0.85，K＝10，得到：钢丝绳最小直径d为18.9mm，取d＝20mm。
（六）吊点
吊点采用钢筋冷弯然后焊接在悬挑前端，并与主梁焊接，钢板处吊环强度计算公式为σ=N/A≤[f]，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=[15208×4/(3.1416×50×2)]1/2=13.9mm，取D=16mm即可，具体见附图。
（七）焊缝计算
焊条采用E433型，相关参数为抗拉、抗剪皆为160N/mm。设14#工字钢的焊脚为5mm采取双面焊则焊缝长度为8430÷160÷0.7÷5÷2=（L-10），L=17.5mm取L=50mm；设6.3#槽钢的焊脚为5mm同样为双面焊；则焊缝长度为4300÷160÷0.7÷5÷2=（L-10），L=13.8mm取L=50mm，其余的中间缀件的焊缝与其一样；法兰也采取双面焊焊脚为5mm。（注：L是单面焊缝）
（八）悬挑与框架梁的联结
采用200×200×12的钢板，钢板通过四根12的膨胀螺栓固定在梁上，然后将悬挑焊在钢板上焊脚取5mm双面焊，则焊缝所受剪力为13.34KN，因此焊缝长度L=34mm，取L=180mm。
四、安装及使用过程中的安全事项
1．组件拼装由专业焊工及架子工组成专业小组，且所有人员必须持证上岗。
2．拼装时所有部位不得与脚手架体产生硬性连接。
3．安装时所有作业人员要系安全带、戴安全帽、穿防滑胶鞋，在塔吊的配合下进行。
4．卸料平台安装时整体上偏5度，并且钢丝绳采用Ф15夹头夹固，夹头数目不低于4个，夹头间的间距不低于钢丝绳直径的9倍，末端设置安全弯以便观察。
5．所有栏杆上的开口销必须配全并张开、安装完毕后必须配置醒目的吊重限制，交付使用时一定要经过安全科和项目部以及机务队专业人员验收确认符合要求后方可正常使用。
6．每次作业完毕后，应立即关闭防护门。
五、结论
通过本工程的实践证明，如此设计的施工卸料平台对于工程施工既经济实用，同时使用起来又安全可靠，具有较强的可操作性，满足了现代施工中定型化、工具化的要求，特向广大建设者同行们推荐参考。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”