高處作業吊籃在高層建築工程中得到廣泛應用。特别是在主體結構完成後,在建築外牆的保溫及裝飾施工中,因為其簡便輕巧、使用費用低、移動靈活的特點。但是吊籃的安全計算特别重要,不正确的計算,極容易導緻在吊籃的使用中埋下鋼絲繩斷裂、吊籃傾覆等安全隐患。本文結合兩個實例講解高處作業吊籃的安全驗算。
吊籃的安全驗算分兩個方面:
1、鋼絲繩抗拉能力核算
2、吊籃的抗傾覆計算
例題一:某ZLD50型電動吊籃一台。
采用的是航空用鋼絲繩,結構為4×31SW NF,直徑8.3mm,公稱強度為2160MPa,破斷拉力不小于55KN;結構為6*19W IWS,直徑8.6mm,公稱強度最小為1870/1960MPa,破斷拉力不小于70KN。
一、吊籃系統鋼絲繩強度校核計算:
鋼絲繩的工作拉力按吊籃的額定載重量、吊籃平台自重和鋼絲繩自重所産生的重力之和。ZLD50型電動吊籃平台按照最長6米吊籃,自重G自 = 410kg,額定載重量G額 = 500kg,鋼絲繩自重G自 = 30kg/100m。吊籃工作時通過兩端提升機中的兩根鋼絲繩将載荷傳遞給兩個支架的吊杆,即兩個吊點受力,則每個吊點受力:
G =( G自 G額 4×G鋼絲繩自重)/2 =(410 500 4×30)/2 = 515kg = 5.047KN
鋼絲繩直徑選擇可由鋼絲繩最大工作靜拉力确定,按照鋼絲繩所在機構工作級别有關的安全系數選擇鋼絲繩直徑。所選鋼絲繩的破斷拉力應滿足F0/S≧n;
其中n為鋼絲繩最小安全系數,工作級别為8級時,安全系數為9;
F0為鋼絲繩破斷拉力;
S為鋼絲繩最大工作靜拉力。
則n = F0/S = 55/5.047 = 10.90>9
所以,鋼絲繩滿足使用安全要求。
二、支架吊杆的力矩平衡:
系統的抗傾覆系數K等于配重力矩比傾覆力矩,現行标準規定其值不得小于2。即要求K≥2。
參見下圖:
吊杆前梁外伸1.5米,前後支架之間距離為4.3米時
吊點處鋼絲繩下拉力G = 515kg = 5.047KN;
每個支架配重G配重 = 400kg;
吊臂的力矩M1 = 1.5G = 1.5×515×9.8 = 7570.5牛·米;
反傾翻力矩M2 = 4.3G配重 = 4.3×400×9.8 = 16856牛·米;
N = M2/M1 = 16856/7570.5 = 2.23>2(抗傾覆安全系數)
吊架的抗傾翻能力符合标準要求。
注意:吊架前懸臂梁外伸最大為1.7米,此時最大額定承載重量為500kg,但每台吊籃後支架需要增加配重到1000kg(40塊)。但當吊架外伸長度需要超出1.7米時,必須另出方案以示說明。
例題二: ZLP630型吊籃一台。
1、吊籃懸吊平台對吊點作用力計算:
(1)吊籃懸吊平台通過鋼絲繩對懸挂機構滑行小車産生作用力。其作用力大小按吊籃的額定載重量、懸吊平台自重和鋼絲繩自重所産生的重力之和計算。ZLP630型吊籃懸吊平台,按照長度6.0 m計算,其自重約為G自 = 400 kg,額定載重量G額 = 630 kg,鋼絲繩自重G鋼絲繩自重 = 30 kg/100m。
G =( G自 G額 4G鋼絲繩自重)·g/2 =(400 630 4 × 30)× 9.8/2 N = 5635N=5.635KN
(2)吊籃系統鋼絲繩強度校核計算
鋼絲繩規格:吊籃系統采用的是電動吊籃專用鋼絲繩,其規格為:結構為4×25W 1WS-8.3
,直徑8.3 mm,破斷拉力不小于55 kN;鋼絲繩直徑選擇可由鋼絲繩最大工作靜拉力确定,按照鋼絲繩所在機構工作級别有關的安全系數選擇鋼絲繩直徑。所選鋼絲繩的破斷拉力應滿足F0/S≧n;
其中n為鋼絲繩最小安全系數,工作級别為8級時,要求安全系數為9為合格;
F0為鋼絲繩破斷拉力;
S為鋼絲繩最大工作靜拉力。
則n = F0/S = 55/5.635 = 9.76>9
所以,鋼絲繩滿足使用安全要求。
ZLP630型吊籃安裝高度、前梁伸出長度與允許載重量的關系:
(3)高處作業吊籃杠杆比例計算公式
系統的抗傾覆系數K等于配重力矩比傾覆力矩,現行标準規定其值不得小于2,用公式表示即為:
計算過程
1、(4.6 ×450)/(1.3×575)=2.77>2
2、(4.6 ×450)/(1.5×575)=2.4>2
3、(4.4 ×450)/(1.7×500)=2.3>2
2、(4.4 ×450)/(1.7×485)=2.4>2
2、(4.4 ×450)/(1.7×470)=2.48>2
将計算結果填入上表。清楚顯示對各個工況,吊籃抗傾覆計算滿足要求。
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