人货电梯防护架

一、工程概况根据本工程需要拟安装5台施工升降机，本计算书为人货电梯防护用脚手架计算书，按14#楼最高栋号计算，其它栋号均按此要求搭设。扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等编制。二、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为98m，立杆采用单双立杆混合；双立杆由底部搭设15m,以上换为单立杆，单双立杆交接处采用4个旋转扣件连接。搭设尺寸为：横距Lb为0.6m，纵距La为1.2m、0.8m、1.2m，大小横杆的步距为2.0m、0.8m交替搭设；内排架距离墙长度为0.20m；采用的钢管类型为Φ48×3.0；横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；连墙件采用层层搭设，连墙件纵向间距为3.2m采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工集中活荷载标准值:2.8kN/m2；（同时考虑一人一车）脚手架用途:人货电梯防护架；同时施工层数:1层；3.风荷载参数本工程地处四川成都市，基本风压0.3kN/m2；风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取1.19，计算立杆稳定性时取1.27，风荷载体型系数μs为0.1248；4.静荷载参数脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；脚手板类别:木脚手板；；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033；脚手板铺设总层数:32；对接扣件自重：18.4N/个旋转扣件自重：14.6N/个直角扣件自重：13.2N/个三、脚手板的计算脚手板按照三跨简支梁进行强度和挠度计算。按脚手板自重和集中活荷载计算脚手板的最大弯矩和变形。1、均布荷载值计算脚手板的荷载标准值q=0.35×0.3=0.105kN/m荷载的设计值为q=0.105×1.2=0.126kN/m2、集中活荷载标准值值为Q=3.6kN荷载的设计值为Q=2.8×1.4=3.92kN脚手板计算简图3、强度计算最大弯矩考虑为脚手板自重均布荷载与集中活荷载的设计值最不利分配的弯矩和。Mmax=1.09kN·m最大应力计算值σ=1.09×106/125000=8.72N/mm2；脚手板的最大应力计算值σ=8.72N/mm2小于脚手板的抗压强度设计值[f]=11N/mm2，满足要求！3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载和集中活荷载共同作用下的挠度均布荷载标准值q=0.105kN/m；均布荷载最大挠度计算公式如下:νmax=0.677ql4/100EIνmax=0.677×0.105×12004/(100×9000×3125000)=0.074mm；集中活荷载标准值Q=2.8KN集中荷载最大挠度计算公式如下:νpmax=1.615Pl3/100EI=1.615×2.8×12003/(100×9000×3125000)=0.0028mm；最大挠度为νmax+νpmax=0.0767mm脚手板的最大挠度0.0767mm小于脚手板的最大容许挠度1200/250=4.8mm满足要求！四、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载与集中荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m；脚手板的荷载标准值:P2=0.35×1.2/2=0.21kN/m；活荷载标准值:Q=2.8/2=1.4kN；均布荷载的设计值:q=1.2×0.033+1.2×0.21=0.29kN/m；集中活荷载设计值：Q=1.4×1.4=1.96kN小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，通过清华大学土木系结构力学求解器研制组研制的结构力学求解器计算小横杆弯矩图最大弯矩Mqmax=0.30kN·m；最大应力计算值σ=Mqmax/W=66.81N/mm2；小横杆的最大弯曲应力σ=66.81N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载与集中活荷载作用下的挠度均布荷载标准值q=0.243kN/m；均布荷载最大挠度计算公式如下:νmax=0.677ql4/100EIνmax=0.677×0.243×6004/(100×2.06×105×107800)=0.0096mm；集中活荷载标准值Q=1.4KN集中荷载最大挠度计算公式如下:νpmax=1.615Pl3/100EI=1.615×1.4×6003/(100×2.06×105×107800)=0.0022mm；最大挠度为νmax+νpmax=0.0118mm小横杆的最大挠度0.0118mm小于小横杆的最大容许挠度600/150=4mm与10mm，满足要求！五、扣件抗滑力的计算:该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值:P1=0.033×0.6×1/2=0.001kN；脚手板的自重标准值:P3=0.35×0.6×1.2/4=0.063kN；活荷载标准值:Q=0.7kN；荷载的设计值:R=1.2×(0.001+0.063)+0.7×1.8=1.0568kN；R8.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!六、脚手架立杆荷载计算:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：(1)每米立杆承受的结构自重标准值，NG1=0.033×98.00+（98/6）*0.018+(1.2/2+(1.2+0.8)/2)*0.033*32*2+0.0132*32*2+15*0.033+(15/6)*0.018+(1.2+0.8)/2*0.033*5*2+0.0132*5*2=8.754kN；(2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2NG2=0.35×32×(1.2+0.8)/2×(0.6+0.2)/4=2.24kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2=2.24+8.754=10.994kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值NQ=2.8/4=0.7kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×10.994+0.85×1.4×0.7=14.0258kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×10.994+1.4×0.7=14.1728kN；七、立杆的稳定性计算:风荷载标准值按照以下公式计算Wk=μz·μs·ω0其中ω0--基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：ω0=0.3kN/m2；μz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：μz=1.27；μs--风荷载体型系数：取值为0.1248经计算得到，风荷载标准值为:Wk=0.3×1.27×0.1248=0.056kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:Mw=0.9×1.4WkLah2/10=0.9×1.4×0.056×1.2×22/10=0.0338kN·m；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)+MW/W≤[f]立杆的轴心压力设计值：N=13.06kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]立杆的轴心压力设计值：N=N'=13.25kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：k=1.155；计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：μ=1.5；计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.465m；长细比:L0/i=217.9；轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：φ=0.153立杆净截面面积：A=4.24cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.49cm3；钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；考虑风荷载时σ=14026/(0.153×424×2)+33800/4490=115.6N/mm2；立杆稳定性计算σ=115.6N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时σ=14173/(0.153×424×2)=109.23N/mm2；立杆稳定性计算σ=109.23N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！八、连墙件的稳定性计算:连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl=Nlw+N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝1.19，μs＝0.1248，ω0＝0.3，Wk=μz·μs·ω0=1.19×0.1248×0.3=0.044kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=4.8m2；按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw=1.4×Wk×Aw=0.258kN；连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=5.258kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=φ·A·[f]其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；由长细比l/i=200/15.9的结果查表得到φ=0.968，l为内排架距离墙的长度；A=4.24cm2；[f]=205N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.968×4.24×10-4×205×103=84.13kN；Nl=5.258Nf=84.13,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到Nl=5.869小于双扣件的抗滑力12kN，满足要求！连墙件扣件连接示意图1200800120020008002000电梯安全门人货电梯防护架正立面示意图20060012008001200连墙件建筑物人货电梯防护架俯视示意图