卸料平台的悬挑计算
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卸料平台的悬挑计算
由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大,因此必须严格地进行设计和验算。
悬挑卸料平台的计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等编制。
1、参数信息
(1)荷载参数
脚手板类别:木脚手板,脚手板自重(kN/m2):0.13;
栏杆、挡板类别:栏杆、木脚手板挡板,栏杆、挡板脚手板自重(kN/m):0.14;
施工人员等活荷载(kN/m2):1.50,最大堆放材料荷载(kN):12.00。
(2)悬挑参数
内侧钢绳与墙的距离(m):1.00,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):1.40;
上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):3.00;
钢丝绳安全系数K:6.00,悬挑梁与墙的节点按 固支 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。
(3)水平支撑梁
主梁材料类型及型号:16号工字钢;
次梁材料类型及型号:16号工字钢;
次梁水平间距ld(m):0.90,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):1.00。
(4)卸料平台参数
水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):3.75, 次梁悬臂Mc(m):0.00;
平台计算宽度(m):3.30。
2、次梁的验算
次梁选择 16号工字钢 ,间距0.9m,其截面特性为:
面积 A=26.1cm2;
惯性距 Ix=1130cm4;
截面抵抗矩 Wx=141cm3;
回转半径 ix=6.58cm;
截面尺寸:b=88mm,h=160mm,t=9.9mm。
(1)荷载计算
1)脚手板的自重标准值:本例采用木脚手板,标准值为0.13kN/m2;
Q1=0.13× 0.90= 0.12kN/m;
2)型钢自重标准值:本例采用16号工字钢,标准值为0.20 kN/m
Q2=0.20 kN/m
3)活荷载计算
施工荷载标准值:取1.50 kN/m2
Q3=2.00 kN/m2
最大堆放材料荷载P:12.00kN
荷载组合
Q=1.2×(0.12+0.20)+1.4×1.50×0.90=2.27kN/m
P=1.4×12.00=16.80kN
(2)内力验算
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(规范JGJ80-91,P31)为:
经计算得出: Mmax = (2.27×3.302/8)×(1-(0.002/3.302))2+16.80×3.30/4=16.95kN.m。
最大支座力计算公式:
经计算得出: R = (16.80 + 2.27×(3.30 + 2×0.00))/2 = 12.15kN
(3)抗弯强度验算
次梁应力:
其中 γx -- 截面塑性发展系数,取1.05;
[f] -- 钢材的抗压强度设计值,[f] = 205.00 N/mm2;
次梁工字钢的最大应力计算值 σ =1.70×104/(1.05×141.00)=114.50
N/mm2;
次梁工字钢的最大应力计算值 σ =114.502 N/mm2 小于 次梁工字钢的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
(4)整体稳定性验算
其中υb -- 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:υb=1.207
由于 υb大于0.6,按照下面公式调整:
得到 υb'=0.836;
次梁槽钢的稳定性验算 σ =1.70×104/(0.836×141.000)=143.75 N/mm2;
次梁工字钢的稳定性验算 σ =143.75 N/mm2 小于 次梁工字钢的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求。
3、主梁的验算
根据现场实际情况和一般做法,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。
主梁选择 16号工字钢 ,间距0.9m,其截面特性为:
面积 A=26.1cm2;
惯性距 Ix=1130cm4;
截面抵抗矩 Wx=141cm3;
回转半径 ix=6.58cm;
截面尺寸,b=88mm,h=160mm,t=9.9mm;
(1)荷载验算
1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用栏杆、木脚手板挡板,标准值为
0.14kN/m;
Q1 = 0.14kN/m;
2)工字钢自重荷载 Q2=0.20kN/m
静荷载设计值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.14+0.20) = 0.41kN/m;
次梁传递的集中荷载取次梁支座力 R;
(2)内力验算
悬挑卸料平台示意图
悬挑卸料平台水平钢梁计算简图
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)
悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm)
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,由矩阵位移法,从左至右各支座反力:
R[1] = 29.463 kN;
R[2] = 7.984 kN。
最大支座反力为 Rmax=7.984 kN;
M1=9.658kN.m
M2=2.164kN.m
最大弯矩 Mmax=9.658 kN·m;
最大挠度 ν=0.034 mm。
(3)抗弯强度验算
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] = 205.00 N/mm2;主梁工字钢的最大应力计算值σ =9.658×106/1.05/141000.0+6.39×103/2610.000=67.684 N/mm2;
主梁工字钢的最大应力计算值 67.684 N/mm2 小于 主梁工字钢的抗压强度设计值 [f]=205.00 N/mm2,满足要求!
(4)整体稳定性验算
其中υb -- 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:υb=1.72
由于 υb大于0.6,应按照下面公式调整:
可得 υb'=0.720;
主梁槽钢的稳定性验算 σ = 9.658×106/(0.720×141000.00)=95.11
N/mm2;
主梁槽钢的稳定性验算 σ = 95.11 N/mm2 小于 [f]=205.00,满足要求!
4、焊缝强度验算
焊角尺寸不得小于较薄铁件厚度的1.2倍,满焊。
焊缝面积:A=2(h+2b-2t-30)×1.2t×0.7=2(160.00+2×88.00-2×9.90-30)×1.2×9.90×0.7=4760.08
焊缝惯性矩I=15965860.092
焊缝抵抗矩W=2I/h=2×15965860.092/160=199573.251
角焊缝强度fwf=160 N/mm2
σf=M2/W=2163544.469/199573.251=10.841N/mm2
τf=R[2]/(2.4t(h-t-10))=2.399N/mm2
焊缝强度验算结果满足要求。