淺談卸料平臺(tái)的搭設(shè)與計(jì)算

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在框架及框剪等結(jié)構(gòu)工程施工過程中，常常使用卸料平臺(tái)，一方面作為周轉(zhuǎn)材料的中轉(zhuǎn)站，另一方面作為砌體、粉刷等材料的轉(zhuǎn)運(yùn)工作面。本人所在地區(qū)的工程項(xiàng)目在施工中大多使用扣件式鋼管腳手架搭設(shè)懸挑式卸料平臺(tái)，且形式多樣，此種懸挑式平臺(tái)搭拆方便，但個(gè)別項(xiàng)目由于搭設(shè)時(shí)未經(jīng)嚴(yán)格計(jì)算，操作人員轉(zhuǎn)料時(shí)超載等原因而發(fā)生卸料平臺(tái)垮塌事故 。我單位在工程施工中所搭設(shè)的卸料平臺(tái)通過嚴(yán)格的設(shè)計(jì),按圖搭設(shè)，并經(jīng)多年的實(shí)踐檢驗(yàn)未發(fā)生任何安全事故。下面介紹扣件式鋼管腳手架搭設(shè)懸挑式卸料平臺(tái)的搭設(shè)方法及計(jì)算。

一、搭設(shè)方法

卸料平臺(tái)平面大小取決于懸挑鋼管的長度、建筑物的柱距以及轉(zhuǎn)運(yùn)材料的長度。鋼管的長度一般為6.0m，考慮挑桿在樓面上支承及斜撐桿的支承，懸挑長度應(yīng)小于4.5m；建筑物層高一般為3.0m，柱模板及支模架立桿的長度不會(huì)大于3.0m,如果材料較長可在平臺(tái)呈對(duì)角放置。所以我單位所搭設(shè)的卸料平臺(tái)平面尺寸一般為3.0×4.5m（或根據(jù)現(xiàn)場而定），平臺(tái)采用斜撐桿及斜拉鋼絲繩組成，鋼絲繩固定在框架梁上，斜撐桿支立在已澆好的砼樓面梁上(每根水平挑桿設(shè)二根撐桿），平臺(tái)水平挑桿固定在砼樓面上穿過預(yù)埋的ф12鋼筋卡環(huán)并用扣件卡牢。卸料平臺(tái)獨(dú)立設(shè)置，嚴(yán)禁與外腳手架連接。見卸料平臺(tái)平面及側(cè)面示意圖。

二、材料要求

Φ48×3.5鋼管應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）中Q235-A鋼的規(guī)定，扣件應(yīng)符合《鋼管腳手架扣件》（GB15831）現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，在螺栓擰緊扭力矩達(dá)65N·m時(shí)不發(fā)生破壞，竹手板采用楠竹制作的竹串片。

三、荷載計(jì)算

①恒載計(jì)算

荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

竹串片腳手板              0.35KN/m2

欄桿、竹串片檔腳板              0.14KN/m

Φ48×3.5鋼管           0.0384KN/m

扣件取平均重                 0.015KN/個(gè)

密目式安全網(wǎng)              0.003KN/m2

各構(gòu)件自重為：

腳手板自重：0.35×3×4.5=4.725KN

欄桿、竹串片擋腳板自重：0.14×（4.5×2+3.0）=1.68KN

鋼管自重：（4.5×4+6×3）×0.0384=1.382KN

扣件自重：24×0.015=0.36KN

密目式安全網(wǎng)自重為：0.003×1.2（4.5×2+3）=0.043KN

卸料平臺(tái)自重為：4.725+1.68+1.382+0.36+0.043=8.2KN

假定卸料平臺(tái)限載500kg，即5KN，恒荷載為8.2+5=13.2KN，化為均布荷載q=13.2÷（3×4.5）=0.98KN/m2

②施工活荷載：                 3.0KN/m2

③荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值=1.2×0.98+1.4×3≈5.4KN/m2

取卸料平臺(tái)1/3寬度作計(jì)算單元，（因?yàn)樗母魲U將平臺(tái)劃分為三個(gè)單元）面荷載化為線荷載q=5.4KN/m

四、卸料平臺(tái)受力分析及計(jì)算

計(jì)算簡圖如下：

水平挑桿內(nèi)力近似地按三跨連續(xù)梁計(jì)算

跨內(nèi)最大彎距Mmax=kqL2，其中K取最大值查表為0.08，Mmax=0.08×5.4×1.52=0.972KN/m

①所受最大彎距的水平挑桿抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算

δ=Mmax／Wn=0.972×106／5080=191.3N/mm2＜205N/mm2

 符合要求

②求支座B、C、D各點(diǎn)最大剪力，中間支座B、C取最大剪力系數(shù)

B支座：QB=KBqL=0.6×5.4×1.5=4.86KN

C支座：QC=QB=4.86KN

D支座：QD=KDqL=0.4×5.4×1.5=3.24KN

③斜撐桿CE的穩(wěn)定性驗(yàn)算

計(jì)算簡圖如下：

按節(jié)點(diǎn)平衡原則      NCE=QC／sinα=4.86×4.243／3=6.87KN

L0=μL=1.27L=1.27×4.243=5.389≈5.4m

∵λ =L0／i=（5.4×103）÷（1.58×10）=341.8＞250

∴ ф=7320／λ=7320／341.82=0.063

N／фA=（6.87×103）÷（0.063×4.89×102）=221.6＞f=205N／mm2

不能滿足要求

所以在CE桿中部必須加一腰桿如卸料平臺(tái)側(cè)立面圖所示。

L 0′=L0／2=2.7m         λ=L 0′／i=2.7×103／1.58×10＝170.9

查表得    ф =0.243

N／фA=（6.87×103）÷（0.243×4.89×102）=57.8＜f=205N／mm2

滿足要求

同理：在BE桿中部加一腰桿加強(qiáng)其穩(wěn)定性要求。

④選取斜拉鋼絲繩規(guī)格

計(jì)算簡圖所示：

NDF=QD／sinr=（3.24×5.64）÷3=6.09KN

以鋼絲繩的拉力按下式驗(yàn)算鋼絲繩的安全系數(shù)K

K=F／T≤［K］=10       其中T=NDF=6.09KN

［K］=10為法定安全系數(shù)

鋼絲繩破斷拉力F≤［K］×T=10×6.09=60.9KN

選取6×19ф12的鋼絲繩滿足要求。

為安全起見在支撐點(diǎn)C處加一道同樣規(guī)格的鋼絲繩，增加卸料平臺(tái)的安全性。

⑤由于斜撐桿BE、CE及鋼絲繩DF的作用，使水平挑桿AD可能產(chǎn)生滑動(dòng)，其水平方向的力如圖所示：

B點(diǎn)：NB=QB×ctgβ=4.86×1.5／3=2.43KN（→）

C點(diǎn)：Nc=Qc×ctgα=4.86×3／3=4.86KN（→）

D點(diǎn)：ND=QD×ctgr=3.24×4.5／3=4.86KN(←)

水平方向合力之和為2.43KN（→）

一個(gè)直角或旋轉(zhuǎn)扣件抗滑移承載力為8.0KN，所以在預(yù)埋卡環(huán)處緊挨左側(cè)設(shè)一個(gè)扣件即可。

⑥卡環(huán)設(shè)計(jì)計(jì)算

A支座剪力QA=KAql=0.4×5.4×1.5=3.24KN

卡環(huán)抗拔力必須滿足條件F≥3.24KN

δ≥F／n×AS                其中F=3.24KN

n=1 （一個(gè)卡環(huán)）             AS為一個(gè)卡環(huán)的鋼筋面積

卡環(huán)選用光園Ι級(jí)鋼，其拉應(yīng)力δ=235N/mm2

 AS≥3.24×103／235=13.78mm2

選取ф6圓鋼制作卡環(huán)，其面積為28.2mm2＞13.78mm2  滿足要求

在卸料平臺(tái)設(shè)計(jì)的位置事先進(jìn)行預(yù)埋，埋入深度不少于30d，實(shí)際預(yù)埋時(shí)使12光園鋼筋作卡環(huán)，并與梁或板主筋鉤牢，如圖所示：

⑦B、C支座處扣件抗滑移計(jì)算

∵NCE=6.87KN＜8KN      ∴C支座處一個(gè)扣件可滿足要求

同理：B支座處同樣一個(gè)扣件可滿足要求

⑧計(jì)算垂直水平挑桿桿件的抗彎強(qiáng)度，用同樣的方法可滿足要求。

計(jì)算依據(jù)

1、JGJ130-2001《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》

2、JGJ80-91《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》

3、《結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》

[作者簡介]   陳培潤，男，湖南中天建設(shè)有限公司總工程師，高級(jí)工程師，株洲市紅旗南路30號(hào)，郵編：412000

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