電梯井扣件式鋼管單管腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算書

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電梯井扣件式鋼管單管腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算書計(jì)算書參考書籍：(1)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2001，2002年版）；(2)《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ80-91）；(3)《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-99）；(4)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017—2003）；(5)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB5009-2001)(2006版)；(6)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(G1350010-2002)(7)施工圖紙。1.計(jì)算參數(shù)設(shè)定(1)基本參數(shù)腳手架采用Φ48×3.0鋼管,腳手架高度61.00m,內(nèi)立桿離墻0.20m；立桿步距h=1.80m,立桿縱距La=0.90m,立桿橫距=0.90m；橫向桿上有1條縱向桿,連墻件按2步2跨布置,腳手板鋪20層。(2)鋼管截面特征鋼管類型Φ48×3.0mm,截面積A=424mm2,慣性矩I=107800mm4；截面模量W=4490mm3,回轉(zhuǎn)半徑i=15.9mm,每米長質(zhì)量0.0326kN/m；Q235鋼抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mm2,彈性模量E=206000N/mm2。(3)荷載標(biāo)準(zhǔn)值1)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值0.1248kN/m腳手板采用沖壓鋼腳手板,自重標(biāo)準(zhǔn)值0.20kN/m2欄桿與擋板采用竹笆欄桿,自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.0684kN/m腳手架上吊掛的安全設(shè)施（安全網(wǎng)）自重標(biāo)準(zhǔn)值0.002kN/m22)施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值裝修腳手架2.00kN/m2,結(jié)構(gòu)腳手架3.00kN/m23)作用于腳手架上的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk腳手架高度為61.00m地面粗糙度按D類風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz=0.62(標(biāo)高+5m)擋風(fēng)系數(shù)=0.800,背靠建筑物按敞開，框架和開洞墻計(jì)算，則腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=1.3=1.3×0.800=1.040,工程位于廣東市,基本風(fēng)壓ω0=0.30kN/m2水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk=0.7μzμsω0=0.7×0.62×1.040×0.30=0.14kN/m22.縱橫向水平桿驗(yàn)算(1)縱向桿的計(jì)算1)荷載計(jì)算鋼管自重GK1=0.0326kN/m腳手板自重GK2=0.20×0.45=0.09kN/m施工活荷QK=3.00×0.45=1.35kN/m作用于縱向水平桿線荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=1.2×(0.0326+0.09)=0.15kN/mq2=1.4×1.35=1.89kN/m5

12）縱向水平桿受力計(jì)算每根鋼管長約6.00m，按五跨連續(xù)梁計(jì)算L=0.90ma.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算彎矩系數(shù)KM1=-0.105M1=KM1q1L2=-0.105×0.15×0.902=-0.01kN.m彎矩系數(shù)KM2=-0.119M2=KM2q2L2=-0.119×1.89×0.902=-0.18kN.mMmax=M1+M2=0.01+0.18=0.19kN.mσ=Mmax/W=0.19×106/4490=42.32N/mm2縱向桿的抗彎強(qiáng)度σ=42.32N/mm2＜f=205N/mm2,滿足要求。b.撓度驗(yàn)算撓度系數(shù)Kυ1=0.644υ1=Kυ1q1L4/(100EI)=0.644×(0.15/1.2)×(900)4/(100EI)=0.02mm撓度系數(shù)Kυ2=0.704υ2=Kυ2q2L4/(100EI)=0.704×(1.89/1.4)×(900)4/(100EI)=0.28mmυmax=υ1+υ2=0.02+0.28=0.30mm縱向桿的υmax=0.30mm＜[υ]=L/150=6mm與10mm,滿足要求。c.最大支座反力Rq1=1.132×0.15×0.90=0.15kNRq2=1.218×1.89×0.90=2.07kNRmax=Rq1+Rq2=0.15+2.07=2.22kN(2)橫向水平桿驗(yàn)算1)荷載計(jì)算鋼管自重gk1=0.0326kN/m中間縱向水平桿傳遞支座反力R中=Rmax=2.22kN旁邊縱向水平桿傳遞支座反力R邊=Rmax/2=1.11kN2)橫向水平桿受力計(jì)算按單跨簡支梁計(jì)算，跨度為：L=0.90ma.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算Mmax=qL2/8＋R中L/45

2=0.0326×0.90×0.90/8＋2.22×0.90/4=502801N.mm=0.50kN.mσ=Mmax/W=502801/4490=111.98N/mm2橫向水平桿的抗彎強(qiáng)度σ=111.98N/mm2＜f=205N/mm2,滿足要求。b.撓度驗(yàn)算集中荷載產(chǎn)生的撓度為υ1=Pl3/(48EI)=2220×9003/(48EI)=1.52mm均布荷載產(chǎn)生的撓度為：υ2=5qL4/384EI=5×0.0326×9004/(384EI)=0.01mmυmax=υ1＋υ2=1.52+0.01=1.53mm橫向水平桿的υmax=1.53mm＜[υ]=L/150=6mm與10mm,滿足要求。(3)橫向水平桿與立桿的連接扣件抗滑移驗(yàn)算R=R中＋Gk1×L/2=2.22＋0.0326×0.45=2.23kN橫向水平桿與立桿連接扣件R=2.23kN＜Rc=8.0kN(Rc為扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值),滿足要求。3.立桿計(jì)算(1)立桿容許長細(xì)比驗(yàn)算計(jì)算長度附加系數(shù)k=1.0考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長度系數(shù)μ=1.50立桿步距h=1.80m，立桿計(jì)算長度Lo=kμh=1.0×1.50×1.80=2.70m=2700mm長細(xì)比λ=Lo/i=2700/15.9=169.81立桿長細(xì)比λ=169.81＜[210],滿足要求。(2)立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算1)荷載計(jì)算立桿所受荷載包括：腳手架結(jié)構(gòu)自重、構(gòu)配件自重及活荷。其中：5

3a.腳手架結(jié)構(gòu)自重包括：立桿、縱向水平桿、橫向水平桿、剪刀撐、橫向斜撐和扣件等的自重:gk=0.1248kN/m,腳手架結(jié)構(gòu)自重：NGlk=gkH=0.12×61.00=7.32kNb.構(gòu)配件自重包括：腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等到防護(hù)設(shè)施的自重腳手板重量：20×0.90×0.45×0.20=1.62kN欄桿、擋腳板重量：20×0.90×0.07=1.26kN安全網(wǎng)重量：61.00×0.90×0.002=0.11kN構(gòu)配件自重NG2k=1.62+1.26+0.11=2.99kNc.活荷包括：①施工荷載按2層作業(yè)計(jì)算（其中1層為結(jié)構(gòu)施工，1層裝修施工）得：NGk=0.90×0.90/2×(3.00+2.00)=2.03kN②風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk=0.14kN/m2由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW=0.85×1.4Mωk=0.85×1.4ωkLah2/10=0.85×1.4×0.14×0.90×1.80×1.80/10=0.05kN.m=50000N.mm2)軸心受壓穩(wěn)定性系數(shù)Lo=kμh=1.155×1.50×1.80=3.12m=3119mmλ=Lo/i=3119/15.9=196=0.1883)立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算a.不組合風(fēng)荷載時(shí)N=1.2(NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×(7.32+2.99)+1.4×2.03=15.21kNN/（A）=15.21×1000/(0.188×424)=190.81N/mm2b.組合風(fēng)荷載時(shí)N=1.2（NGlk+NG2k）＋0.85×1.4ΣNQk=1.2×(7.32+2.99)+0.85×1.4×2.03=14.79kNN/（A）＋MW/W=14.79×1000/(0.188×424)＋50000/4490=196.68N/mm2立桿穩(wěn)定性為196.68N/mm2＜f=205N/mm2,滿足要求。4.支撐支承面驗(yàn)算鋼管立桿高配套底座200×100mm,支承面為混凝土板（按C20考慮）支承板厚=100mm上部荷載為：F=15.21kN（1）支承面受沖切承載力驗(yàn)算βs=2.00,ft=1.10N/mm2,h0=85mm,βh=1.00η=0.4+1.2/βs=1.00,σpc,m=0N/mm2,um=2×(200+85)+2×(100+85)=940mm(0.7βhft+0.15σpc,m)ηumh0=[(0.7×1.0×1.10+0.15×0)×1.00×940×85]/1000=61.52kN受沖切承載力61.52kN＞F=15.21kN,滿足要求。(2)支承面局部受壓承載力驗(yàn)算5

4Ab=(0.20+2×0.10)×(0.10×3)=0.12m2,Al=0.20×0.10=0.02m2βl=(Ab/Al)0.5=2.45，fcc=0.85×9600=8160kN/m2，ω=0.75ωβlfccAl=0.75×2×8160×0.02=244.80kN支承面局部受壓承載力244.80kN＞F=15.21kN,滿足要求。5.連墻件計(jì)算連墻件采用Φ48×3.0鋼管,截面積為424mm2；fy=210N/mm2按每個(gè)結(jié)構(gòu)層花排設(shè)置,縱向間距取跨,腳手架最高61.00m連墻件軸向力設(shè)計(jì)值N1=N1W＋N0,其中:風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz=1.02(標(biāo)高+61.00m),基本風(fēng)壓ωo=0.30kN/m2擋風(fēng)系數(shù)=0.800,背靠建筑物按敞開、框架和開洞墻計(jì)算,則腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=1.3=1.3×0.800=1.040,風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk，=0.7×1.02×1.040×0.30=0.22kN/m2N1W=1.4ωkAω=1.4×0.22×3.60×2×0.90=2.00kN連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力,按雙排腳手架,取No=5.00kNN1=NlW＋N0=2.00+5.00=7.00kN(N1＜8kN采用單扣件，8kN≤N1＜16kN采用雙扣件)連墻件采用Φ48×3.0鋼管,單扣件連接滿足要求。L0=0.20+0.10=0.30m=300mm,i=15.9mm,λ=L0/i=300/15.9=18.9mm,1=0.949σ=N1/1A連墻件=7000/(0.949×804)=17.40N/mm2連墻件強(qiáng)度σ=17.40N/mm2＜f=210N/mm2,滿足要求。6.計(jì)算結(jié)果腳手架采用Φ48×3.0鋼管，腳手架高度61.00m，內(nèi)立桿離墻0.20m；立桿步距h=1.80m,立桿縱距=0.90m5