上人马道计算书.docx

上人马道计算书.docx

《上人马道计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上人马道计算书.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

上人马道计算书

附1：

《水泥储存库上人马道有关设计验算计算书》

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）。

计算的脚手架为上人斜道脚手架，搭设高度为46.1米下。

1、参数信息

（1）脚手架参数

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.20米，立杆的横距为1.20米，立杆的步距为1.20米；

计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为46.1米，立杆采用单立管；

内排架距离墙长度为1.5米；

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为2；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80；

连墙件采用两步三跨，竖向间距2.40米，水平间距3.60米，采用焊缝连接；

（2）活荷载参数

施工荷载均布参数（kN/m2）:

3.000；脚手架用途:

其它用途；

同时施工层数:

2；

（3）风荷载参数

山西省太原市地区，基本风压为0.40，风荷载高度变化系数μz为0.84，风荷载体型系数μs为0.65；考虑风荷载。

（4）静荷载参数

每米立杆数承受的结构自重标准（kN/m2）:

0.1489；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）:

0.170；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

4；

脚手板类别:

竹串片脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆竹串片；

（5）地基参数

地基土类型:

碎石土；地基承载力标准值（kN/m2）:

500.00；

基础底面扩展面积（m2）:

0.09；基础降低系数:

0.40。

2、大横杆计算

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大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=0.038kN/m；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.350×1.200/3=0.140kN/m；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.200/3=1.200kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.038+1.2×0.140+1.4×1.200

=1.894kN/m；

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，

计算公式如下:

最大弯矩Mqmax=1.894×1.2002/8=0.341kN.m；

σ=Mqmax/W=67.113N/mm2；

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求！

（3）挠度计算:

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

荷载标准值q=0.038+0.140+1.200=1.378kN/m；

最大挠度V=5.0×1.378×1200.04/（384×2.060×105×121900.0）=1.482mm；

小横杆的最大挠度小于1200.0/150=8.000与10mm,满足要求！

3、大横杆的计算

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。

（1）荷载值计算

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×1.200=0.046kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.350×1.200×1.200/3=0.168kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.200×1.200/3=1.440kN；

荷载的计算值:

P=（1.2×0.046+1.2×0.168+1.4×1.440）/2

=1.136kN；

大横杆计算简图

（2）强度计算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和。

均布荷载最大弯矩计算:

M1max=0.08×0.038×1.200×1.2002

=0.005kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算:

M2max=0.267×1.136×1.200=0.364kN.m；

M=M1max+M2max=0.005+0.364=0.369kN.m

抗弯强度:

σ=0.369×106/5080.0=72.722N/mm2；

大横杆的抗弯强度σ=72.722小于[f]=205.0N/mm2；

（3）挠度计算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和,单位:

mm

均布荷载最大挠度计算公式如下:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

Vmax=0.677×0.038×1200.04/（100×2.060×105×121900.0）=0.021mm；

集中荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

P=（0.046+0.168+1.440）/2=0.827kN

V=1.883×0.827×1200.03/（100×2.060×105×121900.0）=1.072mm；

最大挠度和：

V=Vmax+Vpmax=0.021+1.072=1.093mm；

大横杆的最大挠度小于1200.0/150=8.0或者10mm,满足要求！

4、扣件抗滑力的计算

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，

该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

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（规范5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

横杆的自重标准值:

P1=0.038×1.200=0.046kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.350×1.200×1.200/2=0.252kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.200×1.200/2=2.160kN；

荷载的计算值:

R=1.2×（0.046+0.252）+1.4×2.160=3.382kN；

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

5、脚手架荷载标准值

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（kN/m）；本例为0.1489

NG1=0.149×46.100=6.864kN；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35

NG2=0.350×4×1.200×（1.200+0.3）/2=1.260kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆竹串片，标准值为0.17

NG3=0.170×4×1.200/2=0.408kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.200×46.100=0.277kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.809kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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=3.000×1.200×1.200×2/2=4.320kN；

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中Wo--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Wo=0.400kN/m2；

Uz--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：

Uz=0.840；

Us--风荷载体型系数：

Us=0.649；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.400×0.840×0.649=0.153kN/m2；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×8.809+1.4×4.320=16.619kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×8.809+0.85×1.4×4.320

=15.711kN；

设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.153×1.200×

1.2002/10=0.031kN.m；

6、立杆的稳定性计算

不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴心压力设计值：

N=16.619kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数：

K=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

U=1.530

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=2.121m；

Lo/i=134.000；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得：

φ=0.376；

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=16619.000/（0.376×489.000）=90.386N/mm2；

立杆稳定性计算σ=90.386小于[f]=205.000N/mm2满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=15.711kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数：

K=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

U=1.530

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=2.121m；

Lo/i=134.000；

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=0.376

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=15711.468/（0.376×489.000）+31388.656/5080.000

=91.630N/mm2；

立杆稳定性计算σ=91.630小于[f]=205.000N/mm2满足要求！

7、最大搭设高度的计算

不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.945kN；

活荷载标准值：

NQ=4.320kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.149kN/m；

Hs=[0.376×4.890×10-4×205.000×103-（1.2×1.945

+1.4×4.320）]/（1.2×0.149）=164.040m；

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=164.040/（1+0.001×164.040）=140.923m；

[H]=140.923和50比较取较小值。

得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。

考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.945kN；

活荷载标准值：

NQ=4.320kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.149kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=Mw/（1.4×0.85）=0.031/（1.4×0.85）=0.026kN.m；

Hs=（0.376×4.890×10-4×205.000×10-3-（1.2×1.945+0.85×1.4×（4.320+0.376×4.890×0.026/5.080）））/（1.2×0.149）=162.759m；

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=162.759/（1+0.001×162.759）=139.976m；

[H]=139.976和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。

8、连墙件的计算

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl=Nlw+No

风荷载基本风压值Wk=0.153kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=8.640m2；

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,No=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

NLw=1.4×Wk×Aw=1.846kN；

连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=6.846kN；

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,

由长细比l/i=1500.000/15.800的结果查表得到0.626；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2；

连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.626×4.890×10-4×205.000×103=62.753kN；

Nl=6.846

连墙件采用焊接方式与墙体连接，对接焊缝强度计算公式如下

其中N为连墙件的轴向拉力，N=6.846kN；

lw为连墙件的周长，取Lw=pi×d=150.796mm；

t为连墙件的周长，t=3.500mm；

ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0N/mm2；

经过焊缝抗拉强度σ=6846.392/（150.796×3.500）=12.972N/mm2；

经过焊缝抗拉强度σ=12.972

连墙件对接焊缝连接示意图

9、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×Kc=200.000kN/m2；

其中，地基承载力标准值：

fgk=500.000kN/m2；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=0.400；

立杆基础底面的平均压力，p=N/A=174.572kN/m2；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=15.711kN；

基础底面面积（m2）：

A=0.090m2。

p=174.572≤fg=200.000kN/m2。

地基承载力的计算满足要求！