悬挑式卸料平台计算槽钢

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)。 悬挂式卸料平台的计算参照连续梁的计算进行。

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。

平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度3.00m，悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.40m。 次梁采用[18a号槽钢U口水平，主梁采用[18a号槽钢U口水平，次梁间距1.00m。 容许承载力均布荷载5.00kN/m2，最大堆放材料荷载20.00kN。

一、次梁的计算

次梁选择[18a号槽钢U口水平，间距1.00m，其截面特性为

面积A=25.69cm2,惯性距Ix=1272.70cm4,转动惯量Wx=141.40cm3,回转半径ix=7.04cm 截面尺寸 b=68.0mm,h=180.0mm,t=10.5mm

1.荷载计算

(1)面板自重标准值：标准值为0.35kN/m2； Q1 = 0.35×1.00=0.35kN/m

(2)最大容许均布荷载为5.00kN/m2； Q2 = 5.00×1.00=5.00kN/m

(3)型钢自重荷载 Q3=0.20kN/m

经计算得到，静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2+Q3) = 1.2×(0.35+5.00+0.20) = 6.66kN/m

经计算得到，活荷载计算值 P = 1.4×20.00=28.00kN

2.内力计算

内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，内侧钢丝绳不计算，计算简图如下

最大弯矩M的计算公式为

经计算得到，最大弯矩计算值 M = 6.66×2.402/8+28.00×2.40/4=21.59kN.m

3.抗弯强度计算

其中 x —— 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；

经过计算得到强度 =21.59×106/(1.05×141400.00)=145.44N/mm2；

次梁的抗弯强度计算 < [f],满足要求!

4.整体稳定性计算[主次梁焊接成整体此部分可以不计算]

其中

b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

经过计算得到

b=570×10.5×68.0×235/(2400.0×180.0×235.0)=0.94

由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用b'查表得到其值为0.756

经过计算得到强度 =21.59×106/(0.756×141399.99)=201.94N/mm2； 次梁的稳定性计算 < [f],满足要求!

二、主梁的计算

卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。 主梁选择[18a号槽钢U口水平，其截面特性为

面积A=25.69cm2,惯性距Ix=1272.70cm4,转动惯量Wx=141.40cm3,回转半径ix=7.04cm 截面尺寸 b=68.0mm,h=180.0mm,t=10.5mm

1.荷载计算

(1)栏杆自重标准值：标准值为0.15kN/m Q1 = 0.15kN/m

(2)型钢自重荷载 Q2=0.20kN/m

经计算得到，静荷载计算值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.15+0.20) = 0.42kN/m

经计算得到，各次梁集中荷载取次梁支座力，分别为

P1=(1.2×(0.35+5.00)×0.50×2.40/2+1.2×0.20×2.40/2)=4.14kN P2=(1.2×(0.35+5.00)×1.00×2.40/2+1.2×0.20×2.40/2)=7.99kN

P3=(1.2×(0.35+5.00)×1.00×2.40/2+1.2×0.20×2.40/2)+28.00/2=21.99kN P4=(1.2×(0.35+5.00)×0.50×2.40/2+1.2×0.20×2.40/2)=4.14kN

2.内力计算

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。

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悬挑卸料平台示意图

4.14kN 7.99kN21.99kN 4.14kN 0.42kN/mA 10029004000B

悬挑卸料平台主梁计算简图

经过连续梁的计算得到

11.4411.073.08

2.662.570.904.144.1819.3319.75

主梁支撑梁剪力图(kN)

6.957

12.581

主梁支撑梁弯矩图(kN.m)

2.222

3.599

主梁支撑梁变形图(mm)

外侧钢丝绳拉结位置支撑力为15.62kN

最大弯矩 Mmax=12.58kN.m

3.抗弯强度计算

其中 x —— 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；

经过计算得到强度 =12.58×106/1.05/141400.0+13.32×1000/2569.0=89.92N/mm2

主梁的抗弯强度计算强度小于[f]，满足要求!

4.整体稳定性计算[主次梁焊接成整体此部分可以不计算]

其中

b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

经过计算得到

b=570×10.5×68.0×235/(3000.0×180.0×235.0)=0.75

b'查表得到其值

由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用为0.691

经过计算得到强度 =12.58×106/(0.691×141399.99)=128.80N/mm2； 主梁的稳定性计算 < [f],满足要求!

三、钢丝拉绳的内力计算:

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

其中RUicos

i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力 RCi=RUisini

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为 RU1=20.53kN

四、钢丝拉绳的强度计算:

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算，为 RU=20.529kN

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

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)；

计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)； —— 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；

K —— 钢丝绳使用安全系数，取10.0。

选择拉钢丝绳的破断拉力要大于10.000×20.529/0.850=241.521kN。 选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径21.5mm。

五、钢丝拉绳吊环的强度计算:

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为 N=RU=20.529kN

钢板处吊环强度计算公式为

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=[20529×4/(3.1416×50×2)]1/2=17mm

六、锚固段与楼板连接的计算

水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下： 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.905kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f] = 50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[905×4/(3.1416×50×2)]1/2=3mm

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。