悬挑平台

悬挑平台（精选六篇）

悬挑平台篇1

某项目1#-12#楼, 各设2只, 平台主梁长度为5米, 外排3.3米, 搁置0.8米, 平台宽度2.2米, 具体搁置位置以方便班组施工为原则, 但必须搁置梁板上。

2 平台基本结构

周边采用[20槽钢, 次梁采用[10槽钢, 加固用L50×5角钢, 钢平台吊耳用20厚铁板三边满焊, 采用Ф18 6×19钢丝绳作拉索, 上部直接穿入砼, 圈梁用夹具夹牢, 每根各不少于三只, 保险钢丝绳用Ф20 6×19。

3 铁板悬挑钢平台

⑴悬挑钢平台搁置层搭设临时脚手, 进行钢平台的就位安装。⑵将钢平台提升到位后, 将钢索与吊耳连接, 扳紧销栓, 并调节钢平台上各个螺栓, 让其均匀受力。⑶悬挑钢平台翻层时, 应先在上一层布设安装四点拉索吊耳, 然后用塔吊将悬挑钢平台稍微起高5-10cm (此时钢索已不受力) , 将上吊耳拉索卸扣拆除, 最后将钢平台提升到位进行组装。

4 技术措施

由于高层箭镞施工, 虽搭设了钢平台组装哟的临时操作脚手, 但仍需对扣件、脚手管、工具、组装吊耳支座及螺栓等细心操作, 防止高空物坠落伤人。在悬挑钢平台下层下层加设挑网。

5 验算

经计算钢平台自重703.8kg=7038N, 相当于每平方米均布荷载为7038/11.5=612N/m2., 上部堆荷不大于1000Nm2, 设恒载为G, 活载为q, 每根[16槽钢承受的恒载为:G=1.2× (1/2×2.3×612) =845N/m.。

每根[1 6槽钢承受的活动荷载为:q=1.4× (1/2×2.3×1000) =1610Nm。经计算主梁最大弯距:M=1/8 (G+q) l2=2455×52/8=7671.8N.M, 根据Nx/An+Mx/Wx≤f, 验算安全。因槽钢顶封铁板, 故主梁与次梁均不存在平面外失稳问题。对于次梁利用公式M/Wx验算满足要求。

根据本工地实际操作平台制作要求计算, 长为3.3m, 宽2.4m, 铺板采用5mm钢板, 自重400N/M2, 次梁采用[20槽钢, 自重260N/M。平台表面积为3.3×2.4m=7.92M2, 钢丝绳采用6×37, 直径为17.5mm2, 对次梁, 主梁, 钢丝绳分别计算。

5.1 次梁计算

(1) 按构造[10槽钢次梁2.4 m, 间距60cm。

木铺板自重400N/M2×0.6×1.2=288N/M;[10槽钢自重100N/M2×1.2=120N/M;施工活荷载500N/M2×0.6×1.4=420N/M;荷载设计值=728N/M;悬臂比值为入=M/L=500/4000=0.125;故得跨中弯矩为M=1/8L2 (1-入2) 2=627.05N.M

(2) 验算弯曲强度:

查得[10cm槽钢的截面抵抗矩为Wn=39.7cm3, 算得Wnf=39.7×218=8535.5N.M, 故M大于Wnf。

5.2 主梁计算

⑴按构造计算荷载, 以[20槽钢作主梁, 长3.3m, 从次梁计算简图得外侧主梁上的支座管力为R外=1/2PL (1+入) 2=919.67N

为安全计算, 按第二道钢丝绳不起作用, 所拉结的槽钢边不起作用考虑。外侧主梁弯矩为M=1/8PL2=0.125×1525.3×3.32=2076N.M

⑵验算弯曲强度:查得[10cm槽钢截面抵抗矩为Wn=191.4cm3, 得

Wnf=191.4×215=41151N.M, 故M=Wnf

5.3 钢丝绳验算

⑴每个侧面采用两根6×37直径17.5mm, 镀锌钢丝绳。

现仅以个侧一根受力作计算, 取钢丝强度极限为1550N/MM2时, 查得破断拉力总和为213500N, 换算系数为0.82, 现取钢丝绳夹角为450, 得钢丝绳所受拉力为T=PL/2sin=5063/2×3.3/0.707=11816N。

⑵故得钢丝绳的安全系数为:K=213500×0.82÷11816=14.8, 满足安全使用要求。

6 结构构造和使用

⑴悬挑式钢平台, 制作虽有所不同, 但其构造是采用梁板结构的型式。由于是悬挑的, 并无立柱动承, 一边搁置于建筑物楼层边沿, 平台的受荷较大, 故不用钢管而采用槽钢作次梁和主梁。至于铺板用5mm铁板。

⑵悬挑式钢平台的搁支点与上部结点, 必须位于建筑物上, 不得设备在脚手架等施工设施上, 斜拉杆或钢丝绳, 应在两边各设前后两道。两道中的一道均按单道作受力验算, 特殊情况下, 左右各只设一道时, 其安全系数应比应采用两道时适当提高。

⑶制作钢平台、吊点上需设四个经过验算的吊环, 吊环用20mm厚钢板制作。钢平台两侧设有按规定设置固定的防护栏杆, 钢平台设计时应考虑装拆容易。

⑷安装好悬挑平台, 钢丝绳应采用专用的卸扣扣牢, 每根钢丝绳每头不少于3只夹具并设钢丝绳安全环。吊装后须待横梁支撑点搁稳, 电焊固定, 钢丝绳接好, 调整完毕, 并经过检查验收后, 方可松卸起重吊构, 供上下操作使用, 钢平台外口应略高于内口, 不可向外下倾, 钢丝绳与建筑构件围系处若有坚锐利口, 可加软物作衬垫, 以防钢丝绳磨损。

⑸悬挑式钢平台在使用过程中, 发现钢丝绳有锈蚀损坏, 应及时更换, 焊缝脱焊应及时补焊牢固。钢平台上设有标明容许荷载值, 使用中操作人员和物料的总重量不允许超设计的容许荷载, 并须设专人监督检查。

摘要：对于某项目悬挑式钢平台, 确定基本结构, 选择具体材料, 并进行验算。

悬挑平台篇2

本工程主要采用爬升外架（另见专项方案），局部采用槽钢悬挑外架、满架。根据建筑物的结构特点及施工需要，采用外挑型钢做基础的钢管扣件脚手架布置如下（以8#栋为例）：

1、塔吊旁因电动提升架受附着影响，无法爬升，采用型钢外挑架。2、3、4、附外电梯进楼层平台采用型钢外挑架。采光井内满架采用槽钢做钢梁基座搭设。

塔吊旁及附外电梯处部分挑架分二段搭设、第一段以2楼楼面开始至15楼层楼面下0.2m处。搭设高度约为37.7m；第二段从15层楼面开始至屋顶处，搭设高度改为37.7m。

二、搭设材料及基本要求

1、钢管：钢管包括立杆、大横杆、小横杆、剪力撑、附墙杆

等。钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm，其材质符合GB700-79《普通碳素结构钢技术要求》中Q235钢的技术要求。

2、扣件：扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件T型螺栓、螺母、垫圈等。

3、钢丝绳：钢丝绳选用6×19Φ15.5光面钢丝绳，强度极限1400MPa,破断拉力总和15150㎏.断股、锈蚀严重的钢丝绳不得使用。

4、型钢：悬挑外架型钢采用[20a其截面特征如下：

Ar=28.84㎝2 Ix=1780cm4

Wx=178cm3 i=7.86cm 型钢外挑部分焊接两根竖向25用于固定立杆钢管，固定端与预埋在楼板内两根一级钢Φ20钢筋套环顶紧并焊接固定。外挑型钢部位采用脚手板满封闭。

5、6、脚手板：采用3米长竹脚手板。按照安全规程要求，采用密目式安全网。

三、双排钢管外脚手架构造

1、平面布置：

塔吊旁外挑架：立杆纵向间距1700㎜，排距1000㎜，附外电梯平台处立杆纵距为1000㎜，排距为500㎜，下端设置扫地杆，立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置和遗漏，且立杆的直接头应相互错开0.5节长，其接头距离大横杆的距离不大于步距的1/3。

2、立面布置：大横杆步距1800㎜，上下横杆的接长位置错开布置，错开距离不小于纵距的1/3，扶手杆仅操作层水平设置于每步架1.2m高处，中栏杆高度0.8m处，剪力撑满设，并沿架高连续布置。

3、脚手架布置：每段挑架内设满铺脚手架4层。中间不设脚手板，施工时周转使用。

4、卸荷措施：为增加脚手架安全保障，悬挑脚手架在单根钢丝

绳（选用6×19Φ15.5光面）在架体的外立杆根部卸荷。分二次卸荷第一次卸荷在底端型钢挑出端头。第二次在架体段中部。

四、双排扣件式钢管脚手架设计计算：

以塔吊旁悬挑外架为例：

1、荷载计算：

钢管自重 38.4N/m 扣件自重15 N/个脚手架自重250 N/m 脚手架计算：

W1=（1.7×21×2+1.35×21+37.7×2+2.36×21）×1.3×38.4+126×15+250×1.7×1×4层

=14807.5N 施工荷载:根据规范要求每层施工荷载不大于2700N/㎜2 W2=2700×1.7×1×4层

=18360N 风荷载: W3=βz×us×uz×w0×S =1.76×0.8×1.72×350×1.7×37.7 =54323.7N=54.3KN P=(W1+W2)/2=16583.75N=16.6KN PPTΦ20钢筋套环10005003000

2.取最下一步立杆计算稳定性: 1脚手架结构自重产生的轴向力NG1 ○

NG1=gk×H

=0.1248 kN/m×37.7 =4.62kN 2构配件自重产生的轴向力NG2 ○ 扣件自重:15×63=945N=0.945kN 脚手板:250×1.7×1×4=850N=0.85kN 安全网自重:0.02×1.7×37.7/2=0.64kN NG2=2.44kN 3施工荷载产生的轴向力总和∑NQ(按2步装修施工荷载 ○2.0KN/m2计算)∑NQ =2×1×1.7×2/2 =3.4KN 4 验算立杆稳定性: ○ lo = kμh=1.155×1.5×1.8=3.12m 计算长细比: l0kh1.1551.51.81000197 ii1.58

长细比= kh/i=1.5×1.8×1000/15.8

=170.9<λ=210 轴心受压构件的稳定系数φ=0.232

立杆轴心压力: N=1.2(4.62+2.44)+1.4×3.4

=13.232KN N13.2321000116.6N/mm2205N/mm2(满足要求)A0.232489

3.连墙杆验算:

根据资料,单个扣件(直角)的抗滑力为10KN,因挑架沿外围长为9米共4跨,每平米能抵御风载为0.85KN,故每层楼设置3个连接点满足要求.4.验算型钢挑架结构

最大弯矩: Mmax=Mc=16.6×1.5+16.6×0.5=33.2KN/m T=33.2/3=11.07KN 悬挑用型钢采用[20a,截面特征: An=28.84cm2 Ix=1780cm4 Wx=178cm3 i=7.86cm

10005003000

16.6KN16.6KNT

10005003000

1型钢抗弯： ○ σ=Mmax/ Wx=33.2/178=186.5N/mm2＜f=205N/mm2

(满足要求)

2套环抗拔

○

按钢筋2Φ20计算：σ=T/As=17.63N/mm2＜fy=165N/mm2

(满足要求)3验算附外电梯处型钢抗弯：

○

Mmax=Mc=16.6×2.3+16.6×0.5=46.48KN T=46.48/3.5=13.28KN σ=Mmax/ Wx=261N/mm2＞=205N/mm2(不能满足)

PPT***3500

采取措施：悬挑脚手架用单根钢丝绳（选用6×19Φ15.5光面）在架体的外立杆根部卸荷，以及架体高度中部卸荷完全可以满足要求。

4采光井满架槽钢底座的计算：选取最大跨度验算。

○ ∑Mb=0

R=16.6×(4.6+3.2+1.8+0.4)/5=33.2KN Mmax=33.0×2.5-16.6×2.8=36.52KN W=Mmaxyx×f=36.52KN/1.05×215=161.8cm3＜178cm3(满足要求)

16.6KN16.6KN16.6KN***5000

SAP2000之悬挑钢楼梯设计篇3

关键词：sap2000;悬挑钢楼梯;应力比

前言

在商业建筑之中建筑师为了追求更完美更实用的建筑，往往对结构要求较高，有时候甚至突破常规的结构选型，用一些很少用的结构型式以满足建筑的功能需要，比如悬挑楼梯等构件。

2014年9月我们单位接到一个设计任务是为苍溪一个商业综合体做附属钢结构的设计，其中里面就包含了一些悬挑楼梯的设计。悬挑楼梯设计用常规的软件无法建模计算，只能借用一些特殊的软件，我们选用了国际通用有限元分析软件SAP2000。SAP2000作为国际最权威最通用的有限元分析软件已经被大量的用于各种构件的计算分析。本文就SAP2000用于悬挑楼梯的设计做一些浅显的分析。

项目概况：本项目位于四川省苍溪县。基本情况为：抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为Ⅱ类，地面粗糙度类别：B。根据抗震规范8.1.3条本项目的钢结构不考虑地震作用。

楼梯的外形尺寸如图一所示：

分析计算

第一步建模，

根据悬挑楼梯的特点，只能用悬挑折梁作为主要受力构件，这个梁的跨度有6米，按照钢结构垮高比1/15-1/20且考虑了悬挑作用，我们选用了HN400X200X8X13的轧制型钢作为受力构件。考虑到是公共商业建筑我们每跑梯段设置了3根受力构件。

SAP2000自身的建模功能并不太好，但是他跟很多国际通用绘图软件是可以相互导入导出的，因此悬挑楼梯的建模我们是先在AUTOCAD里面建的线模，然后再导入到SAP2000里面定义截面。需要注意的是在CAD里面建线模的时有几点需要注意

1.各种构件需要严格的分层，比如柱，梁，板等构件需要建在不同的层里面。

2.构件不要放在0层里面

3.不要用多义线

4.需要在三维空间里面建模。

需要注意的是CAD的线模要以.DXF的形式保存，不能以我们常用的.DWG格式保存。建好线模之后就可以导入到SAP2000里面去了。在SAP2000里面定义好各个构件的截面型式并定义好支座及约束，该悬挑楼梯支撑在上下2层楼的框架梁上面，因此几个支点我们都定义为固结。在模型里面我们用一块50mm的混凝土斜板来模拟了楼梯踏步与梯步的刚度和重量。并加上恒载1.5KN/M2的面荷载，活载3.5 KN/M2的面荷载.楼梯边梁按照1.2 KN/M的线荷载。楼梯的自重由程序自动计算。

模型简图如下：

第二步

基本模型建好之后就可以设定各种参数。由于sap2000是有限元分析软件，所以所有构件必须剖分。一个板单元大概是0.7x0.9米左右，梁单元按照板单元的交点划分。

荷载组合我们进行了四种荷载组合：其中强度组合三种a：1.2恒+1.4活;b：1.35恒+0.98活，c：a和b的包络;变形组合一种：1.0恒+1.0活。

程序一般会自动计算自身的模态。

第三步计算结果的分析与判定

SAP2000进行整体计算之后我们首先需要看的是整体指标：变形及动力学特征比如周期、频率等。变形按照钢结构设计规范附录A，最大允许变形为30mm，本项目的的最大变形为28mm，小于规范要求，但由于是商业建筑对变形的要求控制比较严格，故我们可以通过预先起拱的方式来减少变形。在这里需要说明的是由于是室外的商业楼梯我们必须满足舒适度的要求，参考《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）3.7.7楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz。这一条往往被人忽略。本楼梯的第一自振周期对应的频率为8.23Hz，满足规范要求。本项目的挠度及模态图如下：

看完整体指标之后就是构件层面上的设计，这一步必须进入到设计>钢框架设计这一步否则只是一个整体计算结果，无法满足我们设计的需要，而且必须选择中国规范并按照中国规范修改里面的参数。修改完成之后才能进行构件层面上的设计，这个步骤需要反复直到所有的构件满足并合理之后才算完成。

悬挑平台篇4

型钢悬挑式模板支撑受力明确、成本低、效率高、可回收周转使用,此技术逐渐得到了广泛的使用,本文主要是对型钢悬挑式模板支撑施工技术的设计和施工进行介绍,以便更好地指导实际施工。

1 工艺原理

型钢悬挑式模板支撑系统是在悬挑构件所在位置下两层安装悬挑型钢,根据悬挑长选择型钢卸荷装置:悬挑长度在3m以内,在悬挑构件下一层(型钢所在位置的上一层)安装悬挑型钢的上拉装置;悬挑长度大于3m时,除设置上拉装置外,在悬挑构件的下三层(型钢所在位置的下一层)安装悬挑型钢的斜撑装置,形成“上拉下撑”的悬挑型钢平台。在悬挑型钢平台之上搭设模板支撑架,然后进行模板安装、钢筋绑扎和混凝土浇筑。

2 方案制订

2.1 确定悬挑构件的平面位置和竖向位置

根据悬挑构件所在楼层和下部楼层的结构施工图,找出悬挑构件的悬挑范围,确定此范围内的梁板构件尺寸和悬挑长度,绘制出悬挑构件的结构平面图和剖面图,为后续模板支撑架、型钢、上拉下撑装置、预埋件的布置做准备。

2.2 悬挑构件模板支撑架轴力计算和平面布置

根据悬挑构件的梁板截面尺寸,通过力学验算,确定梁板模板支撑架的施工参数并计算出立柱轴力。采用CAD图上作业的方式,严格按计算确定的模板支撑架施工参数,进行悬挑构件的模板支撑立柱平面布置,按1:1绘制立柱平面布置图。

梁板模板支撑架立柱间距成整数倍,使之连接成成体,其步距不大于1.5m,单根立柱轴力控制在12kN以下,并经计算确定其承载力满足整体稳定性要求。

2.3 悬挑型钢平面布置

根据模板支撑立柱平面布置图,绘制悬挑型钢平面布置图,型钢按“悬挑型钢为主,尽可能避免设置连梁型钢”的原则进行布置,转角处尽量按放射状布置型钢,如此型钢受力明确,验算结果可靠,经济性较好,也便于施工。

2.4 选取上拉下撑装置

悬挑型钢不设置任何卸荷装置,则型钢需要选择较大的型号,型钢太大则不便于施工,后续周转利用也率低,很不经济,所以需要设置合适的卸荷装置。

悬挑长度在3m以内,在悬挑构件下一层(型钢所在位置的上一层)安装悬挑型钢的上拉装置,如图1所示;悬挑长度大于3m时,除设置上拉装置外,在悬挑构件的下三层(型钢所在位置的下一层)安装悬挑型钢的斜撑装置,形成“上拉下撑”的悬挑型钢平台,如图2所示。

上拉装置需要采用斜拉钢筋,用花篮螺栓进行张紧调节,因钢丝绳具有延伸性,采用钢筋斜拉才能满足悬挑型钢卸载点作为一个支座的理论假设,其验算结果才可靠;下撑装置采用工字钢用螺栓与悬挑型钢和结构埋件连接。

2.5 验算悬挑型钢及上拉下撑装置

根据计算出来的模板支撑架立柱轴力、立柱位置以及上拉下撑的受力点位置,确定悬挑型钢的计算简图,进行型钢的整体稳定性验算和挠度验算(型钢挠度验算的允许挠度取悬挑构件跨度的1/1000),并计算出各支座的支反力,再根据支反力进行上拉钢筋抗拉验算、下撑型钢整体稳定性验算(对型钢X、Y2个方向均进行验算)、吊环和卡环验算、埋件和连接板焊缝验算以及螺栓的抗剪验算。

2.6 验算悬挑型钢支座

根据型钢支反力及计算得到的上拉下撑装置的轴力,对悬挑型钢的支座结构梁、上拉钢筋吊环预埋结构梁和下撑型钢支座埋件预埋结构梁进行验算。若型钢支座梁承载力不够则需增加配筋,甚至加大梁截面尺寸,征得设计院认可,但安全储备不是太大时,可在支座梁下设置格构式钢管柱进行回顶。

2.7 完成方案编制

施工方案编制完成后,组织专家对方案进行论证,并按专家意见完善方案,确保技术安全可行。

3 施工流程

设悬挑结构所在楼层为第N层,则型钢悬挑式模板支撑的施工流程为见图3。

4 安全措施

(1)深化设计,细化到每根钢管、每根型钢、每个埋件的详细定位,从技术上杜绝施工的随意性,确保施工质量和安全。

(2)基于BIM施工模拟,三维交底,使实际操作的一线工人能将上拉下撑式型钢悬挑平台模板支撑的施工流程和技术要点了然于胸,保证型钢安装、架体搭设和混凝土浇筑等过程的施工安全,确保施工质量,进而保证工程的结构安全。

(3)型钢、埋件、下撑装置及各种连接板在地面加工好,到现场进行安装,确保焊接质量和型钢安装的操作安全。

(4)设置型钢斜拉钢丝绳,钢丝绳不参与受力计算,仅作为安全储备。

(5)将模板支撑架与结构进行拉结以增强架体的整体稳定性。

(6)严格控制施工荷载和施工程序,悬挑构件范围内严禁堆放材料,布料机要布置在悬挑范围之外,混凝土浇筑过程中严禁堆载。

(7)施工监测预警。在型钢安装完成支撑架开始搭设、上拉钢筋安装完成、悬挑构件模板安装完成、钢筋绑扎完成后进行型钢沉降位移观测,并在混凝土浇筑过程中每10min观测一次,位移超过预警值则立即预警,确保施工作业人员的安全。

5 典型工程实例

5.1 中山国际灯饰商城

中山国际灯饰商城为超高层公共建筑,由高层灯饰展销裙楼及超高层综合塔楼组成。地下2层、地上裙楼10层、塔楼42层;总建筑面积380948m2、其中地下室建筑面积64065.57m2,裙楼单层面积约2.2万m2。塔楼为框筒结构,高198.35m;裙楼为框架,高66.5m。

由于裙楼的建筑功能要求高,其外立面及内部中庭的结构变化十分复杂,大量高空悬挑构件相互交错。最大悬挑构件结构跨度达5.8m,采用上拉下撑式型钢悬挑平台作为模板支撑架的基础;悬挑跨度在3m以内的构件采用上拉式型钢悬挑平台模板支撑架。悬挑构件的施工效果如图4所示。

5.2 基金大厦

基金大厦总占地面积7260.6m2,建筑面积约109726.59m2,其中地上81884.35m2,地下27842.24m2;塔楼结构总高度199.8m,计入出屋面结构总高度208.50m。

本工程塔楼全高有三段独立的花园层段,三段花园层结构平面相同,上一段与下一段的结构形状对应关系为整体旋转90度,每段花园层段有5层结构,每段之间间隔6个标准层,花园层为高空悬挑钢筋混凝土构件,最大悬挑构件结构跨度达5.345m,采用上拉下撑式型钢悬挑平台模板支撑架。悬挑构件的施工效果如图5所示。

6 结束语

上拉下撑式型钢悬挑平台模板支撑施工技术已应用于我司多个项目,积累了丰富的施工经验,形成了该成熟可靠的施工技术,安全、经济、高效地完成了各项工程的高空悬挑钢筋混凝土构件的施工任务同时确保了工程的安全、质量和工期。

摘要：建筑高空悬挑钢筋混凝土结构的施工,用上拉下撑式型钢悬挑平台模板支撑施工技术能安全、经济、高效地得以实现。通过上拉下撑的卸荷,能更好保证悬挑型钢安全,且能减小悬挑主型钢的型号,便于周转,采用地面组装后高空吊装就位,施工简单快捷,能很好地保证安全、质量和工期。

关键词：高空悬挑结构,上拉下撑,型钢悬挑,模板支撑架

参考文献

[1]JGJ130-2011,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S]

[2]JGJ162-2008,建筑施工模板安全技术规范[S].

[3]GB50017-2003,钢结构设计规范[S].

[4]JGJ59-2011,建筑施工安全检查标准[S].

悬挑雨篷的计算篇5

一、一般要求

悬挑雨篷一般由雨篷板和雨篷梁两部分组成, 雨篷梁既是雨篷板的支撑, 又兼有过梁的作用。雨篷梁在自重、梁上砌体重等荷载作用下, 承受弯、剪, 在雨篷板来的荷载作用下, 雨篷梁不仅承受弯、剪, 而且还受扭, 因此应按弯、剪、扭构件确定所需纵向钢筋和箍筋截面面积, 并满足构造要求。

一般雨篷板的挑出长度视建筑要求而定, 现浇雨篷板多数做成变厚度的, 一般取根部板厚度为1/10挑出长度, 但不小于70mm, 板端不小于50mm。

雨篷计算包括三方面内容:

(1) 雨篷板的正截面承载力计算;

(2) 雨篷梁在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算;

(3) 雨篷抗倾覆验算。

二、雨篷板和雨篷梁承载能力计算

1. 雨篷板计算

A、作用在雨篷板上的荷载

雨篷板上的荷载有恒载 (包括自重、粉刷等) 、雪荷载、雨篷板上的均布活荷载 (按荷载规范取活荷载标准值为0.7kN/m2) , 以及施工和检修集中荷载, 雨篷均布活荷载与雪荷载不同时考虑, 取两者中较大值进行设计。

每一检修集中荷载值为1.0kN, 进行承载能力计算时, 沿板宽每隔1m考虑一个集中荷载;进行雨篷抗倾覆验算时, 沿板宽每隔2.5～3.0m考虑一个。施工集中荷载和雨篷的均布活荷载不同时考虑, 雨篷板的内力分析, 当无过梁时, 其受力特点和一般悬臂板相同, 应分别按上述荷载组合作用, 取较大的弯矩值进行正截面受弯承载力计算, 计算截面取在梁截面外边缘 (即板的跨度为ls) 。构造上应保证板中纵向受拉钢筋在雨篷梁内有足够的受拉锚长度。对于有过梁的雨篷, 其受力特点和一般梁、板体系的构件相同。

B、现以一个工程实例来计算雨篷板, 见附图

基本资料:雨篷板外挑0.9米, 跨度1.6米, 门洞口宽1.0米, 雨篷梁长2.0米。

混凝土强度:C20 fc=9.6N/mm2.ft=1.10N/m2.

钢筋强度:fy=300N/mm2.fyv=210N/mm2.Es=200000N/mm2.

雨篷板的计算取1m板宽为计算单元, 板根部厚度100mm, 端部厚度为70mm。

a.荷载设计值计算:

20mm厚1:2.5水泥砂浆 (加3%防水粉) :1.2××.=./

板自重:1.2×25× (0.07+0.1) /2=2.55kN/m

板底抹灰:1.2×20×0.015=0.36kN/m

总计:g=3.39 kN/m

板面活荷载标准值取为0.7 kN/mm2.

板面均布活荷载设计值为:1.4×0.7=0.98kN/m

或集中活载 (作用在板端) 设计值Q=1.4×1.0=1.4 kN

b.内力计算

MG=1/2×g×ls2=1/2×3.39×0.92=1.38kN·m

Mq=1/2×q×ls2=1/2×0.98×0.92=0.40kN·m

MQ=Q×ls=1.4×0.9=1.26 kN·m

取较大者1.26kN·m

M=MG+MQ=1.38+1.26=2.64 kN·m

查计算手册表得AS=200mm2.

故雨篷板受力筋为Υ8@150mm, 分布筋为Υ6@200mm

2、雨篷梁的计算

A、作用在雨篷板上的荷载

雨篷梁所承受的荷载有自重, 梁上砌体重, 可能计入的楼盖传来的荷载, 以及雨篷板传来的荷载。梁上砌体重量和楼盖传来的荷载应按过梁荷载的规定计算。

(1) 墙体荷载:

a、对烧结普通砖, 当过梁上的墙体高度hw<ln/3时, 应按墙体实际高度的均布自重采用, 当墙体高度hw≥ln/3时, 应按高度为ln/3墙体的均布自重采用。

(2) 梁、板传至过梁上的荷载:

b、对烧结普通砖、烧结多孔砖和混凝土砌块砌体, 当梁板下的墙体高度hw<ln时, 应计入梁、板传至过梁上的荷载, 当梁、板传至过梁上的荷载。当梁板下的墙体高度hw≥ln时, 可不考虑梁、板传至过梁上的荷载。

永久荷载分项系数yG=1.2, 可变荷载分项系数rQ=1.4。

现以雨篷板上作用均布荷载P为例子, 讲述雨篷梁扭矩问题。

对于雨篷梁横截面的对称轴, 板传给梁的内力沿板宽每1m的竖向力V=pl (kN/m) 和力矩mp, 此处,

力矩mp使雨篷梁发生转动, 但由于梁雨端砌固于墙体内可阻止梁转动, 使梁承受了扭矩, 梁上扭矩的分布规律是, 在跨度中点外为零, 按直线规律向两端增大直至梁支座外达最大值。根据平衡条件, 在梁两砌周端所产生的大小相等, 方向相反的扭矩值为:T=mplo/2 (此外lo为雨篷梁的跨度, 可近似取为lo=ln, ln为过梁净跨)

B、本工程实例基本资料:梁跨2.0m, 梁截面370×300, 则ho=260mm

(1) 荷载设计值计算

a.墙体荷载:梁上墙体高0.4米>ln/3, 故应按ln/3墙体的均布自重采用.

墙体重量1.35×1/3×0.37×20=3.33 kN/m

墙两侧粉刷1.35×1/3×0.04×20=0.36kN/m

总计:3.69kN/m

b.梁、屋面板传至雨篷梁上的荷载

(1) 梁荷载:

梁自重25×0.37×0.3×1.2=3.33 kN/m

梁侧粉刷0.37×0.3×0.04×20×1.2=0.12kN/m

总计:3.45kN/m

(2) 屋面板荷载Ⅰ.恒载标准值

4mm厚SBS改性沥青防水卷材, 带岩片:0.05kN/m2

1:3水泥砂浆找平层20mm厚:0.02m×20kN/m3=0.40kN/m2

1:10水泥珍珠岩找坡3%最薄处20mm厚: (1.8×3%+0.02) m/2×4kN/m3=0.15kN/m2

聚苯板保温100mm厚:0.1m×0.2kN/m3=0.02kN/m2

现浇混凝土板随打随抹平:0.12m×25kN/m3=3.0kN/m2

g=0.05+0.40+0.15+0.02+3.0=3.62kN/m2

Ⅱ.活载标准值:不上人屋面取0.5kN/m2

荷载设计值组合:1.2×3.62+1.4×0.5=5.2kN/m2

屋面板为双向板, 传至雨篷梁上的荷载如图所示:

5.2× (4.2+0.6) ×0.9/4.2=5.35kN/m

故雨篷梁的恒载设计值为:3.69+3.45+5.35=12.49kN/m

均布活荷载设计值0.7×1.4=0.98kN/m

或集中活载设计值1.4×1=1.4kN

(2) 抗弯计算

1) 弯矩设计值计算

计算跨度:l=1.05ln=1.05×2=2.1m

弯矩计算如下:

MG=1/8×g×ls2=1/8×12.49×2.12=6.89kN·m

Mq=1/8×q×ls2=1/8×0.98×2.12=0.54kN·m

MQ=1/4×Q×ls=1/4×1.4×2.1=0.74kN·m

MQ取大值0.74 kN·m

M=MG+MQ=6.89+0.74=7.63 kN·m

2) 抗弯纵筋计算:

查计算手册表得AS=150mm.

配筋率ρ=As/ (b×ho) =150/ (370×260) =0.16%

最小配筋率ρmin=Max{0.16%, 0.45ft/fy}=Max{0.16%, 0.17%}=0.17%

As, min=b×h×ρmin=0.37×0.26×0.17%=164mm.

(3) 抗剪、扭计算

1) 剪力计算

VG=1/2g×ln=1/2×12.49×2.0=12.49kN Vq=1/2×q×ln=1/2×0.98×2.0=0.98kN VQ=Q=1.4kN

VQ取大值1.4kN

V=VG+VQ=12.49+1.4=13.89 kN=13890N

2) 扭矩计算

梁在均布荷载作用下沿跨度方向每米长度的弯矩为:

M=MG+MQ=3.39×0.9× (0.37+0.9) /2+1× (0.37+0.9) /2=3.36 kN·m

故梁在支座边的扭矩为:

T=1/2×M×l0=1/2×3.36×1.05×2=3.53 kN·m

3) 验算截面尺寸以及确定是否需要按计算配置剪、扭钢筋

Wt=b2× (3h-b) /6=3702× (3×300-370) /6=12092833.33mm-V/ (b×ho) +T/ (0.8×Wt) =13890/ (370×260) +3530000/ (0.8×12092833.33) =0.51N/mm2≤0.25×βc×fc=0.25×1.0×9.6=2.4N/mm2.

截面尺寸满足要求

V/ (b×ho) +T/Wt=13890/ (370×) +/.=0.44N/mm2<0.7×ft=0.7×1.1=0.77N/mm2.

可不进行剪扭承载力计算, 而仅需按构造配置箍筋和抗扭纵筋.

梁内受扭纵向钢筋的配筋率

受扭纵筋最小配筋率ρtl, min=0.6×[T/ (V×b) ]1/2×ft/fy=0.19%

受扭纵筋最小配筋面积Astl, min=ρtl, min×b×h=210mm2.

剪扭箍筋的配箍率

箍筋最小配筋率ρsv, min=0.28×ft/fyv=0.15%

箍筋最小配筋面积Asvt, min/s=0.15%×370=0.555

选φ8双肢箍, 单肢截面面积50.3mm2, 箍筋间距s≤182mm, 实取100mm.

梁的抗扭纵筋应沿截面核芯周边均匀布置, 可将抗扭钢筋分为上、中、下分, 将弯、扭纵筋叠加可得截面所需纵筋面积为

上部、下部 1/3Astl+As=210/3+164=234mm2.

中部 1/3 Astl=210/3=70 mm2.

上、下部选用3Υ12 (As=339mm2.)

中部选用2Υ12 (As=226mm2.)

三、雨篷抗倾覆验算

雨篷板上的荷载使整个雨篷绕雨篷梁底的计算倾覆点转动而倾倒, 但是梁的自重, 梁上砌体重等却有阻止雨篷倾覆的稳定作用, 《砌体规范》取雨篷计算倾覆点位于墙边边缘o点的内侧, 其距离为x0=0.13ln, 要求满足Mr>Mor。

Mor———雨篷板的荷载设计值对计算倾覆点的倾覆力矩。

Mr———雨篷的抗倾覆力矩设计值, Mr=0.8Gr (l2-x0) 。

Gr———雨篷的抗倾覆荷载为雨篷梁尾端上部450扩散角范围内 (其水平长度为l3, 要求l3=ln/2) 的砌体与楼面恒荷载标准值之和。

L2———Gr作用点至墙外边缘的距离

上述工程实例抗倾覆验算如下:

Gr=20×[ (2+3) ×0.4/2+3×0.35]×0.37+20×[ (2+3) ×0.4/2+3×0.35]×0.04+3.77× (0.6+4.2) ×1.8/2+0.3×0.37×25×2=15.17+1.64+16.2+5.55=38.56KN

Mr=0.8 Gr (l2-x0) =0.8×38.56× (0.37/2-0.13×0.37) =4.22kN.m

Mor=P (L+x0) +q (L+x0) 2/2=1.4× (0.9+0.13×0.37) +4.75 (0.9+0.13×0.37) 2/2=3.46kN.m

满足Mr>Mor。

板式悬挑楼梯的优化计算篇6

本文是在直接分析法的理论基础上,简化空间结构为平面结构的计算,将板式悬挑楼梯[1]分解成不同的平面结构形式,分别计算截面上的各种内力。

1受力分析

板式悬挑楼梯在受荷后由于荷载及楼梯的平面几何尺寸的对称关系,可将楼梯在梯台中间分割开,暴露出两个未知冗余力,即挠曲力矩MC和水平剪力QC,待冗余力求出后,各截面上的内力即可求得。问题正是在于此冗余力和内力的求解都比较复杂,因此,本文近似地把如图1所示的C—C截面视为与A支座既不在同一平面又不在同一方向上(相互垂直)的固定端支座,然后将其分解为各种不同类型的、简单的平面结构,去分别求解其所需的相应内力。

2基本假定

1)当楼梯段上下两端均与楼板梁或楼板完全固定时,可假设梯段和梯台连接处B—B有一假想支承存在(见图2)。

2)由于B支座是假想的,故楼梯受荷后,B支座处应有不同程度沉陷。可假设B支座沉陷对A支座处弯矩MA的影响与梯台(外伸臂)满荷时对MA的影响相互抵消。如图3所示,即MB/2-3iΔ/l=0。

3)在实际工程中A支座并非完全固定,因此求A支座弯矩MA和垂直剪力QA时应乘以折减系数α,取α=0.9。

4)梯段跨内的最大弯矩可近似地取跨中点之弯矩。

5)因为B支座实际上是不存在的,所以在计算梯段板的拉力时,应在B点施加大小相等方向相反的力RB。

6)梯段板上的扭矩MT可假定由C—C截面均匀承受其一半。

3内力计算

1)梯台满荷作用下求得MB=-q″b/2(如图3a)所示)。

2)梯段满荷作用下求得MA=-αq′l2/8,QA=RA=-α5q′l/8,QB=-RB=-3q′l/8,取α=0.9,MD=q′l2/8-|(MA+MB)/2|(如图4所示)。

3)以B支座反力的反向力作用下求得梯段上的扭矩MT=RB·b/2。如图5所示,梯段上各截面的扭矩MT均相等、梯台无扭矩,MT=0。

4)梯段和梯台均满荷及反向RB共同作用下求得梯段的轴向拉力:Nx(RB+q″b)/sinα+q′xsinα,以及梯台的水平切力:QC=-[(RB+q″b)/sinα]cosα(如图6所示)。梯台无拉力。

5)梯台满荷作用下求得梯台C—C截面上的弯矩:MC=-q″b2/2-MT/2(如图7所示)。计算跨度为梯段宽b。

6)以梯台水平切力QC求得梯段的水平转矩MY=-QC[(b+m)/2](如图8所示)。梯段上各截面之MY均相等,梯台无转矩,MY=0。

4工程实例

在武汉大学医学院学生宿舍工程中,用快速计算法设计了板式悬挑楼梯,并用直接分析法进行了校核,见本文5终值比较。

4.1 已知条件

l=12×28=336 cm,h=13×16=208 cm,b=200 cm,m=0,tgα=16/28=0.571 43,α=29°,sinα=0.496 1,cosα=0.868 2,活荷250 kg/m2(直接分析法用R=b/2=1 m,r=R/l=100/336=0.297 6),踏步高s=16 cm。

4.2 荷载汇集

取梯段板厚t=12 cm,梯台根厚为20 cm、梢厚为10 cm,砂浆抹面厚2 cm。

梯段:静重q1=tbw/cosα+bsw/2=0.12×2×2.5/0.868 2+2(0.16+0.02)2.5/2=1.14 t/m。

活载p1=0.25×2=0.5 t/m;q′=q1+p1=1.64 t/m。

梯台:静重q2=btw(1+m/2b)=2[(0.2+0.1)/2+0.02]×2.5=0.85 t/m。

活载p2=bp(1+m/2b)=2×0.25=0.5 t/m;q″=q2+p2=1.35 t/m。

4.3 内力计算

MB=-q″b2/2=-1.35×22/2=-2.7 t·m,

MA=-αq′l2/8=-0.9(1.64×3.362)/8=-2.083 t·m;

QA=-α5q′l/8=0.9(5×1.64×3.36)/8=3.10 t,

QB=-3q′l/8=-3×1.64×3.36/8=-2.07 t;

MD=q′l2/8-|(MA+MB)/2|=1.64×3.362/8-(2.08+2.7)/2=-0.08 t·m,

MT=RBb/2=2.07×2/2=2.07 t·m;

NB=(RB+q″b)/sinα+q′xsinα=(2.07+1.35×2)/0.496 1+0=9.615 t,

NA=9.615+1.64×3.36×0.496 1=12.35 t,

ND=9.615+1.64×(3.36/2)×0.496 1=10.98 t;

QC=-[(RB+q″b)/sinα]cosα=-9.615×0.868 2=-8.348 t;

MC=-q″b2/2-MT/2=-1.35×22/2-2.07/2=-3.73 t·m,

MY=-QC[(b+m)/2]=8.348[(2+0)/2]=8.348 t·m。

5终值比较

为校核快速计算法的计算精度,除将以上工程实例作为例1以外,又随机取了3个算例分别与“直接分析法”之计算结果相比较(运算过程从略),见表1,表内每例题之上行数字为快速计算法之终值、下列数字为直接分析之最大值。由表1可见两者计算结果非常近似,这可说明快速计算法用来计算板式悬挑楼梯是可行的,也是安全可靠的。