工具式卸料平台施工工法 工法编号：FJGFEJ16-2011

1工具式卸料平台施工工法工法编号：FJGFEJ16-2011完成单位：福建省第五建筑工程公司主要完成人：曾志荣许继武吴清标蔡建辉陈国安1前言卸料平台是施工现场楼层进出材料的主要通道，主要用于传递拆下的模板和架管。随着社会的发展和建筑施工技术的不断进步，型钢悬挑卸料平台技术应用越来越广泛但至今还没有一套完整的施工方法。针对目前建筑业普遍存在型钢卸料平台施工的不规范性，且在操作过程中存在一定的安全隐患，为了消除安全隐患，同时规范卸料平台的管理和施工，使卸料平台安全使用得到进一步保证，我公司经过多次的研究论证，在濠江国际、厦门地产大厦、泉州梅洋塑胶有限公司厂房等多个工程中推广使用工具式卸料平台，取得了明显的社会效益和经济效益。2特点2.0.1经济适用：具有成本低、安装使用简便、适用性强等特点，工具化的卸料平台可以多次周转使用，且型钢材料定型化，节约施工时间，从而降低施工成本。2.0.2安全可靠：采用工字钢作为主、次梁安全可靠，具有很好的抵抗受力变形及受弯变形的特点，使卸料平台的整体性得到加强。2.0.3便于管理：《工具式卸料平台施工工法》为施工现场对卸料平台的规范管理提供了技术依据，便于规范卸料平台的安装与使用，避免违规安装和使用所带来的风险，确保施工项目在施工和管理的安全。3使用范围本工法适用于钢筋混凝土结构主体施工阶段，施工时须有塔吊对平台进行吊装。为保证卸料平台的安全可靠及正常使用，卸料平台允许负荷的施工荷载不大于12KN，材料的堆放高度不大于0.9m、外伸长度不能超过1m或自身长度的1/3。4工艺原理4.0.1卸料平台的受力特点在建筑物楼层内预埋锚具，工具式卸料平台悬挑工字钢通过锚具将荷载全部或大部分传递给建筑结构，并设置钢丝绳反拉与建筑结构连接，使卸料平台保持整体稳定，确保施工效2率和作业安全。4.2卸料平台的设计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》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）、《福建省建筑施工施工安全文明标准示范图集》等编制。4.2.1参数信息1荷载参数脚手板类别：冲压钢脚手板，脚手板自重(kN/m2)：0.11；栏杆自重(kN/m)：0.11；施工人员等活荷载(kN/m2):2.00，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)：2.50，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m)：1.00；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铰支计算；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：14号工字钢；次梁水平间距ld(m)：1.00，建筑物与次梁的最大允许距离le(m)：1.20。4卸料平台参数水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m)：4.00，水平钢梁(主梁)的锚固长度(m)：5.00，次梁悬臂Mc（m）：0.00；平台计算宽度(m)：3.00。3限载牌α40006006003002008001000500500500500图4.2.1-14.2.2次梁的验算:次梁选择14号工字钢，间距1m，其截面特性为：面积A=21.5cm2；惯性距Ix=712cm4；截面抵抗矩Wx=102cm3；回转半径ix=5.76cm；截面尺寸：b=80mm，h=140mm，t=9.1mm。1荷载计算1)脚手板的自重标准值：本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.11kN/m2；Q1=0.11×1.00=0.11kN/m；2)型钢自重标准值：本例采用14号工字钢，标准值为0.17kN/mQ2=0.17kN/m3)活荷载计算4①1)施工荷载标准值：取2.00kN/m2Q3=2.00kN/m2②最大堆放材料荷载P：12.00Kn荷载组合Q=1.2×(0.11+0.17)+1.4×2.00×1.00=3.13kN/mP=1.4×12.00=16.80kN2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：图4.2.2-1次梁计算简图最大弯矩M的计算公式（规范JGJ80-91，P31）为：Mmax=ql2/8(1-m2/l2)2+pl/4经计算得出:Mmax=(3.13×3.002/8)×(1-(0.002/3.002))2+16.80×3.00/4=16.12kN·m。最大支座力计算公式:R=[P+q(l+2m)]/2经计算得出:R=(16.80+3.13×(3.00+2×0.00))/2=13.10kN3抗弯强度验算次梁应力：σ=M/γxWx≤[f]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]=205.00N/mm2；次梁工字钢的最大应力计算值σ=1.61×104/(1.05×102.00)=150.53N/mm2；次梁工字钢的最大应力计算值σ=150.533N/mm2小于次梁工字钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！4整体稳定性验算σ=M/φbWx≤[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)5附录B得到：φb=1.3由于φb大于0.6，按照下面公式调整：φb'=1.07-0.282/φb≤1.0得到φb'=0.853；次梁槽钢的稳定性验算σ=1.61×104/(0.853×102.000)=185.28N/mm2；次梁工字钢的稳定性验算σ=185.282N/mm2小于次梁工字钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！4.2.3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1m，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：本例采用冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11kN/m；Q1=0.11kN/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×(0.11+0.20)=0.37kN/m；次梁传递的集中荷载取次梁支座力R；2内力验算图4.2.3-1悬挑卸料平台示意图6图4.2.3-2悬挑卸料平台水平钢梁计算简图图4.2.3-3悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN)图4.2.3-4悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN·m)图4.2.3-5悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm)从左至右各支座反力：R[1]=14.644kN；R[2]=11.818kN；R[3]=-0.092kN。最大支座反力为Rmax=11.818kN；最大弯矩Mmax=11.358kN·m；最大挠度ν=0.047mm。3抗弯强度验算σ=M/（γxWx）+N/A≤[f]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]=205.00N/mm2；主梁工字钢的最大应力计算值7σ=11.358×106/1.05/141000.0+1.38×104/2610.000=82.003N/mm2；主梁工字钢的最大应力计算值82.003N/mm2小于主梁工字钢的抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2，满足要求！4整体稳定性验算σ=M/（φbWx）≤[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)附录B得到：φb=1.145由于φb大于0.6，应按照下面公式调整：φb'=1.07-0.282/φb≤1.0可得φb'=0.752；主梁槽钢的稳定性验算σ=11.358×106/(0.752×141000.00)=107.12N/mm2；主梁槽钢的稳定性验算σ=107.12N/mm2小于[f]=205.00，满足要求！4.2.4钢丝拉绳的内力验算:水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算，RCi=RUisinθi其中RCi--水平钢梁的垂直支坐反力(kN)；RUi--拉钢绳的轴力(kN)；θi--拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角；sinθi=Sin(ArcTan(3/(1+2.5))=0.651；根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为：RUi=RCi/sinθi；RUi=14.644/0.651=22.50kN；4.2.5钢丝拉绳的强度验算:选择6×19钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径20mm。[Fg]=aFg/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)，查表得Fg＝257KN；α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。α＝0.85；K--钢丝绳使用安全系数。K＝6。得到：[Fg]=36.408KNRu＝22.502KN。8经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。4.2.6钢丝拉绳拉环的强度验算:取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算作为拉环的拉力N为：N=RU=22502.040N。1拉环强度计算公式为：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所述在物件的自重标准值作用下，每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2，故拉环钢筋的抗拉强度设计值[f]=50.0N/mm2；所需要的拉环最小直径D=[22502×4/(3.142×50×2)]1/2=16.9mm。故拉环选用直径D=20mm的HPB235的钢筋制作即可。2拉环剪切应力计算公式为：τ=Q/A≤[τ]其中，拉环按1个截面计算的，根据图纸钢丝绳位置拉环剪切应力取τ=80Mpa进行计算；所需要的拉环最小直径D=[22502×4/(3.142×80]1/2=18.9mm。故拉环选用直径D=20mm的HPB235的钢筋制作。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程位置选择→卸料平台的组装→锚固环吊环预埋→检查→卸料平台的吊装→验收5.2操作要点5.2.1位置选择：选择卸料平台的位置要考虑外脚手架架体立杆的纵横间距、大横杆的高度以及建筑物的造型和层高。5.2.2卸料平台的组装：在加工场制作组装平台，主梁采用16#工字钢、次梁采用14#工字钢，次梁伸入主梁凹内，上下间隙处加圆钢焊接。在主次梁上焊接≥200mmφ25钢筋，钢管立柱套在钢筋上与主次梁焊接，钢管间采用扣件连接。卸料平台上铺3.5mm厚花纹钢板，与次梁焊接牢固。栏杆内侧电焊一层铁丝网。主梁下面焊接16#槽钢作为定位挡板，主梁前端0.5m和1.5m处焊接9φ16圆钢拉环。电焊连接使用E43型焊条，所有接触面焊缝必须均匀饱满。卸料平台三面张挂限载牌（具体施工可见图5.2.2-1、2、3、4）。卸料平台平面图图5.2.2-1卸料平台平面图间隙处加圆钢焊接，接触面焊缝必须均匀饱满接触面焊缝应均匀饱满14#工字钢16#工字钢在工字钢上焊接高200mmφ25钢筋头焊缝必须均匀焊接钢管，焊缝必须均匀（钢管套在钢筋上）焊缝处理大样图图5.2.2-2焊缝处理大样图10300600材料外伸长度不能超过1米或者自身长度的1/3。10001500卸料平台正立面图100030001000600图5.2.2-3卸料平台正立面图注：限载牌：400×600，周边刷30mm企业色。图5.2.2-4卸料平台限载牌5.2.3锚固环吊环预埋在建筑物梁边100mm处预埋U型φ20圆钢，作为第一道锚固点（兼作钢丝绳吊环）。在建筑物内4600mm和4800mm处预埋M20圆钢紧固螺栓作为第二道、第三道锚固点，紧固螺栓的螺杆与钢板双面焊接严密（具体施工可见图5.2.3-1、2、3、4、5）。11铁丝网花篮螺栓钢丝绳Φ20(绳卡不得少于4个)16卸料平台侧立面