施工升降机卸料平台计算书.docx
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施工升降机卸料平台计算书
施工升降机卸料平台计算书
计算依据:
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699-2020
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
3、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
6、《钢结构设计标准》GB50017-2017
一、架体参数
井架使用类型
双笼
平台底钢管搭设方式
沿横向搭设
脚手板铺设层数
11
井架横向跨数
1
平台支架计算高度H(m)
50
立杆纵距la(m)
1.5
立杆步距h(m)
1.5
立杆横距lb(m)
1
板底支撑间距s(m)
0.5
中部立杆间距lc(m)
0.7
双笼平台间是否铺设脚手板
是
二、荷载参数
结构重要性系数γ0
1.1
安全等级
I级
每米钢管自重g1k(kN/m)
0.033
脚手板自重g2k(kN/m2)
0.35
栏杆、挡脚板自重g3k(kN/m)
0.14
安全设施与安全网自重g4k(kN/m2)
0.01
电梯或井架防护门重量(kN/扇)
0.05
施工人员及卸料荷载q2k(kN/m2)
2
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
风荷载体型系数μs
1.21
风压高度变化系数μz
0.690(立杆稳定性验算),0.510(连墙件强度验算)
三、设计简图
井架平面布置示意图
井架正立面示意图
井架侧立面示意图
四、板底支撑钢管验算
钢管类型
Ф48×3
钢管截面抵抗矩W(cm3)
4.49
钢管截面惯性矩I(cm4)
10.78
钢管弹性模量E(N/mm2)
206000
钢管抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
板底支撑钢管计算简图
1.荷载的计算:
最大板底支撑钢管间距s1=Max(s,lc/(la/s))=Max(0.5,0.7/(1.5/0.5))=0.5m
脚手板自重标准值(kN/m):
qa=G2k×s1=0.35×0.5=0.175kN/m;
脚手板自重设计值(kN/m):
qa=γ0×1.3×G2k×s1=1.1×1.3×0.35×0.5=0.25kN/m;
支撑钢管自重标准值(kN/m):
qb=0.033kN/m;
支撑钢管自重设计值(kN/m):
qb=γ0×1.3×qb=1.1×1.3×0.033=0.047kN/m;
材料自重标准值:
q1=qa+qb=0.175+0.033=0.208kN/m
材料自重设计值:
q1=qa+qb=0.25+0.047=0.297kN/m
(1)施工人员及卸料荷载标准值(kN/m):
q2=Q2k×s1=2×0.5=1kN/m;
(2)施工人员及卸料荷载设计值(kN/m):
q2=γ0×1.5×Q2k×s1=1.1×1.5×2×0.5=1.65kN/m;
2、强度验算
按简支梁计算:
最大弯矩计算公式如下:
Mmax=ql2/8
最大支座力计算公式如下:
N=ql/2
荷载设计值:
q=γ0×[1.3×q1+1.5×q2]=1.1×[1.3×0.208+1.5×1]=1.947kN/m;
最大弯距Mmax=0.125×1.947×12=0.243kN·m;
支座力N=0.5×1.947×1=0.974kN;
最大应力σ=Mmax/W=0.243×106/(4.49×103)=54.216N/mm2;
板底钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2
σ=Mmax/W=0.243×106/(4.49×103)=54.216N/mm2≤[f]=205.00N/mm2;
板底钢管的计算应力54.216N/mm2小于板底钢管的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!
3、挠度验算
计算公式如下:
ν=5ql4/(384EI)
均布恒载:
q=q1+q2=1.208kN/m;
ν=(5×1.208×(1×103)4)/(384×206000×10.78×104)=0.708mm;
板底支撑钢管的最大挠度为0.708mm小于钢管的最大容许挠度1000/150与10mm,满足要求!
五、纵向支撑钢管验算
平台纵向支撑钢管类型
双钢管
钢管类型
Ф48×3
钢管截面抵抗矩W(cm3)
4.49
钢管截面惯性矩I(cm4)
10.78
钢管弹性模量E(N/mm2)
206000
钢管抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
集中荷载P取板底支撑钢管传递力P=0.974kN;
纵向支撑钢管计算简图
纵向支撑钢管计算剪力图(kN)
纵向支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
纵向支撑钢管计算变形图(mm)
最大弯矩Mmax=0.376kN·m;
最大变形Vmax=1.57mm;
最大支座力Qmax=3.211kN;
最大应力σ=Mmax/(2×w)=0.376×106/(2×4.49×103)=41.922N/mm2;
纵向钢管的计算应力41.922N/mm2小于纵向钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!
纵向支撑钢管的最大挠度为1.57mm小于纵向支撑钢管的最大容许挠度1000/150与10mm,满足要求!
六、立杆承重连接计算
横杆和立杆连接方式
双扣件
双扣件抗滑承载力(kN)
12
扣件抗滑移承载力系数
0.8
Rc=12×0.80=9.600kN≥R=3.211kN
满足要求!
七、立杆的稳定性验算
钢管类型
Ф48×3
钢管截面回转半径i(cm)
1.59
钢管的净截面A(cm2)
4.24
钢管抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
双立杆计算方法
按照分配系数分配
主立杆受力分配系数κ
0.6
立杆计算长度系数μ
1.7
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的结构自重(kN):
NG1=0.129×50=6.45kN;
(2)板底支撑钢管的结构自重(kN):
NG2=0.033×1×2×11=0.726kN
(3)脚手板自重(kN):
NG3=G2k×(la+lc)/2×lb/2×11=0.35×1.1×1/2×11=2.117kN
(4)栏杆、挡脚板的自重(kN):
NG4=0.14×1×11=1.54kN
(5)安全网自重(kN):
NG5=0.01×1×50=0.5kN
(6)电梯或井架防护门重量(kN):
NG6=0.05×11/2=0.275kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4+NG5+NG6=6.45+0.726+2.117+1.54+0.5+0.275=11.608kN
2.活荷载为施工人员及卸料荷载
施工人员及卸料荷载标准值:
NQ=Q2k×(la+lc)/2×lb/2=2×1.1×1/2=1.1kN
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值:
N1=γ0×[1.3×NG+1.5×NQ]=1.1×[1.3×11.608+1.5×1.100]=18.415kN;
本卸料平台采用双立杆,受力分配系数为k=0.60,立杆所受荷载为N=k×N1=0.60×18.415=11.049kN。
长细比验算:
支架立杆计算长度:
L0=kμh=1×1.70×1.50=2.550m
长细比λ=L0/i=2.550×103/(1.59×10)=160.377≤[λ]=210
满足要求!
稳定性验算:
L0=kμh=1.155×1.70×1.50=2.945m
长细比λ=L0/i=2.945×103/(1.59×10)=185.236
由λ查表得到立杆的稳定系数φ=0.209
ωk=μzμsωo=0.69×1.21×0.30=0.250kN/m2
Mw=γ0×0.6×1.5Mwk=γ0×0.6×1.5×0.05×ξ×ωk×la×Hc2=1.1×0.6×1.5×0.05×0.4×0.25×1.5×4.52=0.151kN·m;
σ=k(N/(φA)+Mw/W)=0.60×(18.415×103/(0.209×4.24×102)+0.151×106/(4.49×103))=144.815N/mm2≤[f]=205.00N/mm2
满足要求!
八、连墙件验算
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件布置方式
三步三跨
连墙件对卸料平台变形约束力N0(kN)
3
内立杆离墙距离a(m)
0.3
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3
连墙件截面面积Ac(mm2)
424
连墙件截面回转半径i(mm)
15.9
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
连墙件计算长度l0(mm)
600
扣件抗滑移折减系数
0.85
扣件连接方式
双扣件
1、强度验算
ωk=μzμsωo=0.51×1.21×0.30=0.185kN/m2
AW=1.50×1.50×3×3=20.25m2
Nw=1.5×ωk×Aw=1.5×0.185×20.25=5.623kN
N=Nw+N0=5.623+3.00=8.623kN
长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736,由λ查表得到的稳定系数φ=0.896。
Nf=0.85×φ·Ac·[f]=0.85×0.896×424.000×10-6×205.00×103=66.198kN
N=8.623kN≤Nf=66.198kN
满足要求!
2、连接计算
连墙件采用扣件方式与墙体连接。
双扣件承载力设计值Rc=12×0.850=10.200kN
N=8.623kN≤Rc=10.200kN
满足要求!
九、立杆支承面承载力验算
地基基础
混凝土楼板
混凝土板厚度h(mm)
200
砼设计强度等级
C30
立杆底座面积A(mm2)
150×150
1、受冲切承载力计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.5.1条规定,见下表
公式
参数剖析
Fl≤(0.7βhft+0.15σpc,m)ηumh0
F1
局部荷载设计值或集中反力设计值
βh
截面高度影响系数:
当h≤800mm时,取βh=1.0;当h≥2000mm时,取βh=0.9;中间线性插入取用。
ft
混凝土轴心抗拉强度设计值
σpc,m
临界面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值,其值控制在1.0-3.5N/㎜2范围内
um
临界截面周长:
距离局部荷载或集中反力作用面积周边h0/2处板垂直截面的最不利周长。
h0
截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值
η=min(η1,η2)η1=0.4+1.2/βs,η2=0.5+as×h0/4Um
η1
局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数
η2
临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数
βs
局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸比较,βs不宜大于4:
当βs<2时取βs=2,当面积为圆形时,取βs=2
as
板柱结构类型的影响系数:
对中柱,取as=40,对边柱,取as=30:
对角柱,取as=20
说明
在本工程计算中为了安全和简化计算起见,不考虑上式中σpc,m之值,将其取为0,作为板承载能力安全储备。
可得:
βh=1,ft=1.43N/mm2,η=0.4+1.2/βs=0.4+1.2/2=1,h0=200-15=185mm,μm=4×(150.00+h0)=4×(150.00+185)=1340.00mm
Fl=(0.7βhft+0.25σpc.m)ημmh0=(0.7×1×1.43×103+0.25×103×1)×1×0.74×0.185=171.262kN>N=18.415kN
满足要求!
2、局部受压承载力计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.6.1条规定,见下表
公式
参数剖析
Fl≤βcβlfcAln
F1
局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值
fc
混凝土轴心抗压强度设计值;可按本规范表4.1.4-1取值
βc
混凝土强度影响系数,按本规范第6.3.1条的规定取用
βl
混凝土局部受压时的强度提高系数
Aln
混凝土局部受压净面积
βl=(Ab/Al)1/2
Al
混凝土局部受压面积
Ab
局部受压的计算底面积,按本规范第6.6.2条确定
可得:
ω=0.75,βl=(Ab/Al)0.5=0.273,fcc=0.85×14.30=12.155kN/mm
Fl=ωβlfccA=0.75×0.273×12.155×103×0.02=55.941kN>N=18.415kN
满足要求!