田永亮
(濟南鐵路局黃臺貨場職工住宅建設(shè)指揮部 山東 濟南 250001)
濟南經(jīng)十路配件廠高層住宅位于興濟河以東,經(jīng)十路以南。 該項目由1 棟26 層和3 棟20 層高成住宅組成, 總建筑面積92490 平方米。 設(shè)計為樁基加筏板、鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。 主體結(jié)構(gòu)施工過程中,模板、鋼管、方木等材料使用量大,需要周轉(zhuǎn)使用。 為此,在主體結(jié)構(gòu)施工過程前,經(jīng)過荷載計算,安全驗算,選定了經(jīng)濟上合理、方案上可行、安全上可靠的鋼卸料平臺,解決了物料垂直運輸?shù)膯栴}。
選用型鋼、鋼管組合式卸料鋼平臺。每棟樓為一個單位工程,原則上每單元設(shè)置1 個,配合塔吊進行作業(yè),用于墻柱、梁、板模板及支撐鋼管、扣件、方木等周轉(zhuǎn)材料的豎向垂直運輸。
卸料平臺主梁為16a 號槽鋼,次梁為10a 號槽鋼,采用E43 焊條焊接,主梁、次梁撓度變形<1/250。選用φ15.5 鋼絲繩斜拉固定卸料平臺,繩端頭設(shè)4 道卡環(huán),在第3 道卡環(huán)與第4 道卡環(huán)之間設(shè)安全彎。平臺腳手板及200mm 擋腳板為50 厚木腳手板。 卸料平臺外挑的三面用E48 腳手架鋼管搭設(shè)防護攔桿,搭設(shè)高度1200mm,水平兩道,間距為600mm,立桿間距1000m。
懸挑式鋼平臺采用[16 和[10 槽鋼為主梁和次梁,上鋪50mm 厚的木腳手板。 6×19φ15.5 鋼絲繩將鋼平臺與樓層拉結(jié)固定。 卸料鋼平臺外挑尺寸1900mm×3600mm, 在樓層擱置點處主梁槽鋼與預(yù)埋鋼筋固定保證平臺的穩(wěn)定,防止晃動搖擺。 同時平臺兩側(cè)主梁向樓層內(nèi)延長1.3 米擱置,在距離端部10cm 處預(yù)埋三道φ25@100 的鋼筋。 平臺寬度1900mm,長度3600mm,使用面積6.84m2。 本工程確定卸料平臺上的容許荷載不得超過1 噸,均布荷載要求小于2.5kN/m2。 主次梁槽鋼采用滿焊連接,次梁間距900mm,上滿鋪50 厚木板。每根主梁采用6×19φ15.5 的鋼絲繩與樓板上吊環(huán)拉結(jié)固定。吊索與結(jié)構(gòu)拉接點設(shè)在平臺所在樓層的上一層的洞口邊梁上的相應(yīng)位置預(yù)埋φ25 吊環(huán), 鋼絲繩與平臺夾角約為60 度。卸料平臺平面圖、剖面圖及吊環(huán)焊接立面圖見下圖。
卸料平臺平面圖
剖面圖懸挑式鋼平臺剖面圖(單位:mm)
卸料平臺吊環(huán)焊接立面圖
當(dāng)梁混凝土達到C20 以上后方可吊掛鋼絲繩及固定平臺。平臺吊裝,需待橫梁支撐點固定牢固、接好鋼絲繩,調(diào)整完畢,經(jīng)過檢查驗收合格后,方可松卸起重吊環(huán),平臺投入使用。
木腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.35(kN/m2);ф48 鋼管欄桿、擋板,自重標(biāo)準(zhǔn)值0.11kN/m2;施工人員等活荷載2.00kN/m2,最大堆放材料荷載10.00kN。
內(nèi)側(cè)鋼繩與墻的距離2.0m, 外側(cè)鋼繩與內(nèi)側(cè)鋼繩之間的距離0.9m;上部拉繩點與墻支點的距離2.80m;鋼絲繩安全系數(shù)10,按照固定端支座計算; 預(yù)埋件直徑25mm。 最近次梁與墻的最大允許距離0.20m。 水平鋼梁(主梁)的懸挑長度3.60m,水平鋼梁(主梁)的錨固長度1.30m;計算寬度1.90m。
次梁10a 號槽鋼截面特性為:面積A=12.75cm2,慣性距Ix=198cm4,轉(zhuǎn)動慣量Wx=39.7cm3,回轉(zhuǎn)半徑參數(shù)ix=3.95cm,截面尺寸:b=48.0mm,h=100.0mm,t=8.5mm,d=5.3mm。
荷載計算
(1)腳手板的本身重量值0.35kN/m2換算線荷載
Q1=0.35×0.90=0.315kN/m
(2)最大的材料器具堆放荷載為10.00kN,轉(zhuǎn)化為線荷載:
Q2=10.00/3.80/1.90×0.90=1.25kN/m;
(3)槽鋼本身重量Q3=0.10kN/m;
靜荷載計算值q=1.2×(Q1+Q2+Q3)=1.2×(0.315+1.25+0.10)=1.998kN;
活荷載計算值P=1.4×2.00×0.90×1.90=4.788kN。
內(nèi)力計算
最大彎矩按照如圖所示的簡圖計算:
M=qL2/8+pl/4=1.998×1.902/8+4.788×1.90/4=3.17kN·m。
驗收抗彎能力
用公式σ=M/(rxwx)≦[f]
其中rx——選定值為1.05;
[f]——鋼材抗壓強度值,[f]=205.00N/mm2;
σ=3.17×103/(1.05×39.70)=76.08N/mm2<[f],次梁強度滿足要求
整體穩(wěn)定性計算σ=M/(φbWX)≦[f]
其中,φb——均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù), 按照下式計算:φb=570tb/(lh)×235/fy
經(jīng)過計算得到φb=570×8.50×48.00×235/(1.90×100.00×235.0)=1.22
因φb大于0.6,按照φ′b=1.07-0.282/φb≦1.0 計算,φ′b=0.84;
計算得到強度σ=3.03×103/(0.84×39.7)=90.86N/mm2<[f] 穩(wěn)定性滿足要求。
為安全計,按里側(cè)第二道鋼絲繩、伸入樓面的錨固槽鋼不起作用,僅外側(cè)主梁以鋼絲繩吊點作支撐點計算。次梁傳遞的恒荷載和施工活荷載,加上主梁自重的恒荷載計算外側(cè)主梁彎矩值。 主梁采用16a 槽鋼時,自重以200N/m 計。 先計算次梁所傳遞的荷載,再將此荷載換算為等效均布荷載設(shè)計值,加上主梁自重的荷載設(shè)計值計算外側(cè)主梁彎矩值。 次梁傳來荷載R外=1/2ql=1/2×(1.998×1.9+4.778)=4.28kN
R外換算為等效均布荷載值:R外→q外=4.28÷0.9=4.76kN/m
主梁彎矩值M=1/8ql2=1/8×(4.76+0.2)×3.82=8.95kN·m
計算主梁彎曲強度M≤Wnf
查表得:16a 槽鋼Wx=116.8cm3,鋼材抗彎強度設(shè)計值為215N/mm2
M≤Wnf=116.8×103mm3×215N/mm2=25112N·m, 主梁抗彎強度滿足要求。
為保證安全,鋼平臺每側(cè)兩道鋼絲繩均以一道受力作驗算。 鋼絲繩所受拉力為:
T=ql/2sinA=(4.96×3.8)/(2×5.6/6.77)=11.385kN
sinA 為鋼絲繩與平臺面的夾角,q 為主梁上的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值。
鋼絲繩的安全系數(shù)K:K=F/T=120/11.385=10.54>[K]=10, 故鋼絲繩的取用滿足要求。
[K]為作吊索用鋼絲繩的法定安全系數(shù),定為10。 F 為鋼絲繩的破拉斷力。
剛卸料平臺所用材料質(zhì)量符合要求,合格證和質(zhì)保書等質(zhì)量證明材料齊全完整。
認真執(zhí)行有關(guān)的吊裝及鋼結(jié)構(gòu)焊接的有關(guān)規(guī)定,在制作、起吊安裝時,專業(yè)工長、專職安全員應(yīng)有詳細交底并監(jiān)督檢查。 平臺制作及安裝完成后,必須經(jīng)過樓座負責(zé)人、專職安全員驗收,合格后方可投入使用。
在鋼平臺懸挑正外側(cè)用三合板標(biāo)明容許載重量、 管理者標(biāo)牌,標(biāo)志牌應(yīng)可靠的固定在欄桿上。
鋼平臺內(nèi)物料長、寬、高不得超過防護欄所限范圍,任何物料嚴禁放在防護欄桿上進行吊運。材料堆放對稱分散,嚴禁集中于一側(cè)堆放,堆放材料應(yīng)盡快吊運下樓或運至樓內(nèi)。
鋼平臺使用時,設(shè)專人對平臺進行檢查,發(fā)現(xiàn)鋼絲繩銹蝕損壞應(yīng)及時調(diào)換,焊縫脫焊應(yīng)及時修復(fù),發(fā)現(xiàn)固定點不牢等問題時及時整改,修理整改期間嚴禁使用。 使用過程中不允許拆除鋼平臺上的任何部件。
每次使用之前對卸料鋼平臺進行全面檢查,狀態(tài)完好后方可投入使用。
濟南經(jīng)十路配件廠高層住宅卸料平臺的使用,解決周轉(zhuǎn)材料的垂直運輸,加快了施工進度,保證了工程的資源需求。 該方法結(jié)構(gòu)簡單、安裝拆卸方便、施工速度快、適用性很強,堅固耐用、多次周轉(zhuǎn)使用、造價合理,廣泛的應(yīng)用于工程建設(shè)中。