電梯井道工字鋼鋼調(diào)整方案

1、電梯井道工字鋼調(diào)整方案 東北莊社區(qū)改造項(xiàng)目西區(qū)工程，因工期節(jié)點(diǎn)需要，室內(nèi)電梯安裝受井道內(nèi)主體懸挑外架工字鋼影響需進(jìn)行調(diào)整。電梯安裝通過井道，為保證井道內(nèi)暢通無阻的同時(shí)，懸挑腳手架槽鋼錨固合理，特出此下方案?，F(xiàn)電梯井道內(nèi)懸挑體系如下圖所示：現(xiàn)懸挑式扣件鋼管腳手架計(jì)算書依據(jù)規(guī)范:建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2011建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010計(jì)算參數(shù):鋼管強(qiáng)度為205.0 N/mm2，鋼管強(qiáng)度折減系數(shù)取1.00。雙排腳手架，搭設(shè)高度20.0米，立桿采用單立管。立桿的縱距1.20米，立桿

2、的橫距1.05米，內(nèi)排架距離結(jié)構(gòu)0.30米，立桿的步距1.20米。采用的鋼管類型為48.3×3.6，連墻件采用2步2跨，豎向間距2.40米，水平間距2.40米。施工活荷載為2.0kN/m2，同時(shí)考慮2層施工。腳手板采用竹笆片，荷載為0.10kN/m2，按照鋪設(shè)4層計(jì)算。欄桿采用沖壓鋼板，荷載為0.16kN/m，安全網(wǎng)荷載取0.0100kN/m2。腳手板下大橫桿在小橫桿上面，且主結(jié)點(diǎn)間增加一根大橫桿?；撅L(fēng)壓0.30kN/m2，高度變化系數(shù)1.2500，體型系數(shù)0.6000。懸挑水平鋼梁采用18號(hào)工字鋼，建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內(nèi)錨固段長度2.70米。懸挑水平鋼梁上面的聯(lián)梁

3、采用18號(hào)工字鋼，相鄰懸挑鋼梁之間的聯(lián)梁上最多布置2根立桿。懸挑水平鋼梁采用懸臂式結(jié)構(gòu)，沒有鋼絲繩或支桿與建筑物拉結(jié)。鋼管慣性矩計(jì)算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距計(jì)算采用 W=(D4-d4)/32D。一、大橫桿的計(jì)算大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.040kN/m腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.100×1.050/2=0.052kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×1.050/2=1.050kN/m 靜荷載的計(jì)算值 q1=

4、1.2×0.040+1.2×0.052=0.111kN/m 活荷載的計(jì)算值 q2=1.4×1.050=1.470kN/m 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩跨中最大彎矩計(jì)算公式如下:跨中最大彎矩為 M1=(0.08×0.111+0.10×1.470)×1.2002支座最大彎矩計(jì)算公式如下:支座最大彎矩為 M2=-(0.10×0.111+0.117×1.470)×1.2002我們選擇支座彎矩

5、和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： =0.264×106/5260.0=50.114N/mm2大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度計(jì)算公式如下:靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q1=0.040+0.052=0.092kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q2=1.050kN/m三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 V=(0.677×0.092+0.990×1.050)×1200.04/(100×2.06×105×127100.0)=0.873mm大橫桿的最大撓度小于1200.0/150與10

6、mm,滿足要求!二、小橫桿的計(jì)算小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.040×1.200=0.048kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.100×1.050×1.200/2=0.063kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×1.050×1.200/2=1.260kN 荷載的計(jì)算值 P=1.2×0.048+1.2×0.063+1.4×1.260=1.897kN 小橫桿計(jì)算簡圖2.抗彎強(qiáng)度

7、計(jì)算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: M=(1.2×0.040)×1.0502 =0.504×106/5260.0=95.906N/mm2小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下:集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下:小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 V1=5.0×0.040×1050.004/(384×2.060×105

8、15;127100.000)=0.02mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P=0.048+0.063+1.260=1.371kN集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度 V2=1370.640×1050.0×1050.0×1050.0/(48×2.06×105×127100.0)=1.263mm最大撓度和 V=V1+V2=1.287mm小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求!三、扣件抗滑力的計(jì)算縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5): R Rc其中 Rc 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,單扣件取8.0k

9、N,雙扣件取12.0kN； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.040×1.050=0.042kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.100×1.050×1.200/2=0.063kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×1.050×1.200/2=1.260kN 荷載的計(jì)算值 R=1.2×0.042+1.2×0.063+1.4×1.260=1.890kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65N.m時(shí),試驗(yàn)表明:單扣件在12kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可

10、取8.0kN；雙扣件在20kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取12.0kN；四、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例為0.1538 NG1 = 0.154×20.000=3.076kN(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.10 NG2 = 0.100×4×1.200×(1.050+0.300)/2=0.324kN(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例采用欄桿、沖壓鋼腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.16 NG3 =

11、0.160×1.200×4=0.768kN(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.010 NG4 = 0.010×1.200×20.000=0.240kN經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.408kN。活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 2.000×2×1.200×1.050/2=2.520kN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算其中 W0 基本風(fēng)壓(kN/m2)，W0 = 0.300 Uz

12、 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，Uz = 1.250 Us 風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us = 0.600經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.300×1.250×0.600 = 0.225kN/m2?？紤]風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.2NG + 0.9×1.4NQ經(jīng)過計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力N=1.2×4.408+0.9×1.4×2.520=8.465kN不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ經(jīng)過計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力N=1.2×4.408+1.4×

13、2.520=8.818kN風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計(jì)算公式 MW = 0.9×1.4Wklah2/10其中 Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 立桿的步距 (m)。經(jīng)過計(jì)算得到風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩： Mw五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算1.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=8.818kN； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.59cm； k 計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計(jì)算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.155×1.500&

14、#215;1.200=2.079m； A 立桿凈截面面積，A=5.060cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.260cm3； 長細(xì)比，為2079/16=131 0 允許長細(xì)比(k取1)，為1800/16=113 <210 長細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.396； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)； f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00N/mm2；經(jīng)計(jì)算得: =8818/(0.40×506)=44.005N/mm2；不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求! 2.考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性

15、計(jì)算其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=8.465kN； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.59cm； k 計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計(jì)算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.155×1.500×1.200=2.079m； A 立桿凈截面面積，A=5.060cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.260cm3； 長細(xì)比，為2079/16=131 0 允許長細(xì)比(k取1)，為1800/16=113 <210 長細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i

16、的結(jié)果查表得到0.396； MW 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.049kN.m； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)；f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00N/mm2；經(jīng)計(jì)算得到 =8465/(0.40×506)+49000/5260=51.558N/mm2；考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求!六、連墻件的計(jì)算連墻件的軸向力計(jì)算值應(yīng)按照下式計(jì)算： Nl = Nlw + No其中 Nlw 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，應(yīng)按照下式計(jì)算： Nlw = 1.4 × wk × Aw wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，wk = 0.2

17、25kN/m2； Aw 每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積: Aw = 2.40×2.40 = 5.760m2； No 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No = 3.000經(jīng)計(jì)算得到 Nlw = 1.814kN，連墻件軸向力計(jì)算值 Nl = 4.814kN根據(jù)連墻件桿件強(qiáng)度要求，軸向力設(shè)計(jì)值 Nf1 = 0.85Acf根據(jù)連墻件桿件穩(wěn)定性要求，軸向力設(shè)計(jì)值 Nf2 = 0.85Af連墻件軸向力設(shè)計(jì)值 Nf = 0.85Af其中 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l/i=30.00/1.59的結(jié)果查表得到=0.95； 凈截面面積Ac = 5.06cm2；毛截面

18、面積 A = 18.32cm2；f = 205.00N/mm2。經(jīng)過計(jì)算得到 Nf1 = 88.171kNNf1>Nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求!經(jīng)過計(jì)算得到 Nf2 = 303.873kNNf2>Nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求!連墻件采用扣件與墻體連接。經(jīng)過計(jì)算得到: Nl=4.814kN 小于扣件的抗滑力8.0kN，連墻件扣件滿足要求! 連墻件扣件連接示意圖七、聯(lián)梁的計(jì)算按照集中荷載作用下的簡支梁計(jì)算集中荷載P傳遞力，P=8.82kN計(jì)算簡圖如下支撐按照簡支梁的計(jì)算公式其中 n=2.40/1.20=2經(jīng)過簡支梁的計(jì)算得到支座反力(考慮到支撐的自重) RA =

19、RB=(2-1)/2×8.82+8.82+2.40×0.24/2=13.51kN通過傳遞到支座的最大力為(考慮到支撐的自重) 2×4.41+8.82+2.40×0.24=18.20kN最大彎矩(考慮到支撐的自重) Mmax抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=5.46×106/185000.0=29.52N/mm2水平支撐梁的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于215.0N/mm2,滿足要求!八、懸挑梁的受力計(jì)算懸挑腳手架按照帶懸臂的單跨梁計(jì)算懸出端C受腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點(diǎn)，A為墻支點(diǎn)。 懸臂單跨梁計(jì)算簡圖支座反力計(jì)算公式支座彎矩計(jì)算公式C點(diǎn)最大撓度計(jì)算公式其中

20、 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。本工程算例中，m = 1500mm，l = 2700mm，ml = 300mm，m2 = 1350mm；水平支撐梁的截面慣性矩I = 1660.00cm4，截面模量(抵抗矩) W = 185.00cm3。受腳手架作用傳遞集中力 P=18.20kN水平鋼梁自重強(qiáng)度計(jì)算荷載 q=1.2×30.60×0.0001×7.85×10=0.29kN/m k=1.50/2.70=0.56 kl=0.30/2.70=0.11 k2=1.35/2.70=0.50代入公式，經(jīng)過計(jì)算得到支座反力 RA=48.469kN

21、支座反力 RB=-10.854kN最大彎矩 MA抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=30.358×106/(1.05×185000.0)=156.281N/mm2水平支撐梁的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于215.0N/mm2,滿足要求!受腳手架作用集中計(jì)算荷載 N=4.41+2.52=6.93kN水平鋼梁自重計(jì)算荷載 q=30.60×0.0001×7.85×10=0.24kN/m最大撓度 Vmax=6.644mm按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ 130-2011)表5.1.8規(guī)定：水平支撐梁的最大撓度小于3000.0/250,滿足要求!九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)

22、算水平鋼梁采用18號(hào)工字鋼,計(jì)算公式如下其中 b 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，查表鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2011)附錄得到：b=2.00由于b大于0.6，按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2011)附錄B其值b'=1.07-0.282/b=0.929經(jīng)過計(jì)算得到強(qiáng)度 =30.36×106/(0.929×185000.00)=176.64N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求!十、錨固段與樓板連接的計(jì)算1.水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用鋼筋拉環(huán)，拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算如下：水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)受力R=10.854kN 水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)強(qiáng)

23、度計(jì)算公式為其中f為拉環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，每個(gè)拉環(huán)按照兩個(gè)截面計(jì)算，按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范9.7.6 f = 65N/mm2；壓點(diǎn)處采用2個(gè) U 形鋼筋拉環(huán)連接，承載能力乘以0.85的折減系數(shù)；鋼筋拉環(huán)抗拉強(qiáng)度為110.50N/mm2；所需要的水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)最小直徑 D=10854×4/(3.1416×110.50×2)1/2=8mm水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側(cè)30cm以上搭接長度。2.水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，螺栓粘結(jié)力錨固強(qiáng)度計(jì)算如下：錨固深度計(jì)算公式其中 N 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，N = 10.85kN； d 樓板螺栓的直徑，d = 18mm； fb 樓板螺栓與混凝土的容許粘接強(qiáng)度，計(jì)算中取1.5N/mm2； h 樓板螺栓在混凝土樓板內(nèi)的錨固深度。經(jīng)過計(jì)算得到 h 要大于10854.43/(3.1416×18×1.5)=128.0mm。3.水平鋼梁與樓板壓