步梯設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、組合扣件式(落地+拉吊卸荷)鋼管腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算書1.計(jì)算參數(shù)設(shè)定（1）腳手架基本參數(shù)建筑物最大標(biāo)高+49.25m，腳手架起搭標(biāo)高為-0.45m,腳手架最大標(biāo)高+50.30m，采用單管落地+拉吊卸荷的搭設(shè)形式，設(shè)2個(gè)拉吊段分別是+20.80+35.00m,+35.00+50.30m。拉吊卸荷采用14mm鋼絲繩1.30m,吊環(huán)20mm。腳手架采用483.0鋼管，內(nèi)立桿離墻1.00m；立桿步距h=2.00m，立桿縱距La=1.30m，立桿橫距0.80m；橫向水平桿在上，縱向水平桿上設(shè)有3根橫向水平桿；連墻件按每層兩跨布置，腳手架滿鋪竹笆板。腳手架不完全卸荷采用：立桿向下傳遞20%荷載。（2）鋼管截面

2、特征 鋼管483.0mm，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(zhǎng)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)值為0.0962kN/m采用竹笆板,自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.10kN/m2欄桿與擋板采用欄桿、沖壓鋼腳手板擋板,自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.16kN/m，腳手架上吊掛的安全設(shè)施（安全網(wǎng)）自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.010kN/m22）施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值裝修腳手架為2.00kN/m2 ,結(jié)構(gòu)腳手架為3.00kN

3、/m2 3）風(fēng)荷載風(fēng)壓高度變化系數(shù)z=0.65；地面粗糙度按C類擋風(fēng)系數(shù)=0.80 ,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)s=1.3=1.30.80=1.04,工程位于廣東省廣州市,基本風(fēng)壓0=0.35kN/m22.橫向水平桿驗(yàn)算橫向桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算1)均布荷載值計(jì)算橫向桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 q1=0.0326kN/m腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q2=0.100.33=0.03kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000.33=0.99kN/m荷載的計(jì)算值 q=1.2(0.0326+0.03)+1.40.99=1.46kN/m2)抗彎強(qiáng)度計(jì)算Mmax=qL2/8=1.460.80

4、2/8=0.12kNm=120000Nmm=Mmax/W=120000/4490=26.73N/mm2橫向桿的抗彎強(qiáng)度=26.73N/mm2f=205N/mm2,滿足要求。3)撓度計(jì)算q=0.0326+0.03+0.99=1.05kN/mmax=5qL2/384EI=5.01.058004/(384EI)=0.25mm橫向桿的max=0.25mm=L/150=5mm與10mm,滿足要求。3.縱向水平桿驗(yàn)算縱向桿按照四跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算1)荷載值計(jì)算橫向桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P11=0.03260.80=0.03kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P12=0.100.800.33=0.03kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

5、 Q=20.800.33=0.53kN荷載的計(jì)算值 p1=1.2(0.03+0.03)=0.07kN p2=1.40.53=0.74kN2)抗彎強(qiáng)度計(jì)算彎矩系數(shù)：KM1=-0.107M1=-0.107qL2=-0.1071.20.03261.302=-0.01kNm彎矩系數(shù)：KM2=-0.402M2=KM2p1L=-0.4020.071.30=-0.04kNm彎矩系數(shù)：KM3=-0.452M3=KM3p2L=-0.4520.741.30=-0.43kNmMmax=M1+M2+M3=0.01+0.04+0.43=0.48kNm=480000Nmm= Mmax/W=480000/4490=106.

6、90N/mm2縱向水平桿的抗彎強(qiáng)度=106.90N/mm2f=205N/mm2,滿足要求。3)撓度計(jì)算撓度系數(shù)：K1=0.6321=0.632qL4/(100EI)=0.6320.032613004/(100EI)=0.03mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值p1=0.03+0.03=0.06kN,p2=0.53kN撓度系數(shù)：K2=2.4372=K2p1L3/(100EI)=2.4376013003/(100EI)=0.14mm撓度系數(shù)：K3=3.6923=K3p2L3/(100EI)=3.69253013003/(100EI)=1.94mmmax=1+2+3=0.03+0.14+1.94=2.11mm縱向水平

7、桿的max=2.11mm=L/150=8.67mm與10mm,滿足要求。4）最大支座反力支座反力系數(shù)：KR1=1.143R1=KR1qL=1.1431.20.03261.30=0.06kN支座反力系數(shù)：KR2=3.534R2=KR2P1=3.5340.06=0.21kN支座反力系數(shù)：KR3=3.837R3=KR3P2=3.8370.53=2.03kNRmax=R1+R2+R3=0.06+0.21+2.03=2.30kN4. 縱向水平桿與立桿連接扣件抗滑移驗(yàn)算縱向水平桿與立桿連接扣件R=2.30kNRc=8.0kN(Rc為扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值),滿足要求。5.立桿容許長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)k

8、=1.0；考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)=1.50立桿步距h=2.00m；立桿計(jì)算長(zhǎng)度Lo=kh=1.01.502.00=3.00m=3000mm長(zhǎng)細(xì)比=Lo/i=3000/15.9=188.68 立桿長(zhǎng)細(xì)比=188.68210,滿足要求。軸心受壓穩(wěn)定性系數(shù)Lo=kh=1.1551.502.00=3.47m=3465mm=Lo/i=3465/15.9=218，查得=0.153。6.落地段立桿計(jì)算凈高度21.25m, 落地段計(jì)算高度為21.25m, 腳手板鋪10層。(1）荷載計(jì)算1)腳手架結(jié)構(gòu)自重：NGlk=gkH=0.096221.25=2.04kN2)構(gòu)配件自重： NG2k=0.5

9、2+2.08+0.28=2.88kN其中：腳手板重量：101.300.400.10=0.52kN欄桿、擋腳板重量：101.300.16=2.08kN安全網(wǎng)重量：21.251.300.010=0.28kN3)活荷包括：a.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：NQk=1.300.80/2(3.00+2.00)=2.60kNb.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值k=0.651.040.35=0.24kN/m2由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW=0.91.4Mwk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.241.302.002.00/10=0.16kNm=160000N.mm

10、(2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 序號(hào) 各標(biāo)高段 立桿作用力(不組合風(fēng)荷載)上層立桿傳遞力驗(yàn)算作用力1+35.00+50.30m7.8307.832+20.80+35.00m7.687.830.20=1.577.68+1.57=9.253落地段-0.45+20.809.549.250.20=1.859.54+1.85=11.39序號(hào) 各標(biāo)高段 立桿作用力（組合風(fēng)荷載）上層立桿傳遞力驗(yàn)算作用力1+35.00+50.30m7.4607.462+20.80+35.00m7.327.460.20=1.497.32+1.49=8.813落地段-0.45+20.809.188.810.20=1.769.18+1.76

11、=10.941)不組合風(fēng)荷載時(shí)N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(2.04+2.88)+1.42.60=9.54kN上層立桿傳遞作用力:N2=9.250.20=1.85,N=N1+N2=9.54+1.85=11.39kNN/（A）=11.391000/(0.153424)=175.58N/mm2 2)組合風(fēng)荷載時(shí)N1=1.2（NGlk+ NG2k）0.91.4NQk=1.2(2.04+2.88)+0.91.42.60=9.18kN 上層立桿傳遞作用力:N2=8.810.20=1.76,N=N1+N2=9.18+1.76=10.94kNN/（A）MW/W=10.941000/

12、(0.153424)160000/4490=204.27N/mm2 立桿穩(wěn)定性為204.27N/mm2f=205N/mm2,滿足要求。7.立桿地基承載力計(jì)算立桿基礎(chǔ)底面面積A=0.64mm2地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為fgk=85kN/m2地基承載力fg=850.40=34.00kN/m2上部荷載為F=10.94kN立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力Pk=F/A=10.94/0.64=17.09kN/m2 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力Pk=17.09kN/m2fg=34.00kN/m2,滿足要求。 8.拉吊卸荷段立桿8.1+35.00+50.30m,拉吊段凈高度為15.30m,拉吊段計(jì)算高度為15.30m,拉吊段底標(biāo)高為

13、+35.00m,腳手板鋪7層。（1）荷載計(jì)算1)腳手架結(jié)構(gòu)自重：NG1k=gkH=0.096215.30=1.47kN2)構(gòu)配件自重：NG2k=0.36+1.46+0.20=2.02kN其中：腳手板重量：71.300.400.10=0.36kN 欄桿、擋腳板重量：71.300.16=1.46kN 安全網(wǎng)重量：15.301.300.010=0.20kN3)活荷載包括：a.施工荷載：NQk=1.300.80/2(3.00+2.00)=2.60kNb.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算拉吊段底離地高度+35.00m,z=1.00;水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值k=1.001.040.35=0.36kN/m2由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿

14、段彎矩:MW=0.91.4Mwk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.361.302.002.00/10=0.24kNm=240000Nmm（2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算1)不組合風(fēng)荷載時(shí)N1=1.2(NGlk+NG2k）1.4NQk=1.2(1.47+2.02)+1.42.60=7.83kNN/（A）=7.831000/(0.153424)=120.70N/mm22)組合風(fēng)荷載時(shí)N1=1.2（NGlk+NG2k）0.91.4NQk=1.2(1.47+2.02)+0.91.42.60=7.46kNN/（A）MW/W=7.461000/(0.153424)240000/4490=168.45N/

15、mm2立桿穩(wěn)定性為168.45N/mm2f=205N/mm2,滿足要求。8.2+20.80+35.00m,拉吊段凈高度為14.20m,拉吊段計(jì)算高度為14.20m,拉吊段底標(biāo)高為+20.80m,腳手板鋪7層。（1）荷載計(jì)算1)腳手架結(jié)構(gòu)自重：NG1k=gkH=0.096214.20=1.37kN2)構(gòu)配件自重：NG2k=0.36+1.46+0.18=2.00kN其中：腳手板重量：71.300.400.10=0.36kN 欄桿、擋腳板重量：71.300.16=1.46kN 安全網(wǎng)重量：14.201.300.010=0.18kN3)活荷載包括：a.施工荷載：NQk=1.300.80/2(3.00+

16、2.00)=2.60kNb.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算拉吊段底離地高度+20.80m,z=0.88;水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值k=0.881.040.35=0.32kN/m2由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩:MW=0.91.4Mwk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.321.302.002.00/10=0.21kNm=210000Nmm（2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算1)不組合風(fēng)荷載時(shí)N1=1.2(NGlk+NG2k）1.4NQk=1.2(1.37+2.00)+1.42.60=7.68kN上層立桿傳遞作用力:N2=7.830.20=1.57,N=N1+N2=7.68+1.57=9.25kNN/（A）=9.25100

17、0/(0.153424)=142.59N/mm22)組合風(fēng)荷載時(shí)N1=1.2（NGlk+NG2k）0.91.4NQk=1.2(1.37+2.00)+0.91.42.60=7.32kN上層立桿傳遞作用力:N2=7.460.20=1.49,N=N1+N2=7.32+1.49=8.81kNN/（A）MW/W=8.811000/(0.153424)210000/4490=182.58N/mm2立桿穩(wěn)定性為182.58N/mm2f=205N/mm2,滿足要求。9.鋼絲繩和吊環(huán)驗(yàn)算通過比較，以+20.80+35.00m拉吊段的鋼絲繩受力最大，故以此進(jìn)行鋼絲繩和吊環(huán)驗(yàn)算。（1）鋼絲繩驗(yàn)算h=3.55m,La

18、=0.80m,離墻距離=1.00m,N=9.25kN鋼絲繩采用=14mm,=0.85,K=6,K,=0.356,Ro=1570kN/mm2破斷拉力總和F破=K,D2Ro=0.3561421570=109.55kN鋼絲繩允許拉力P=F破/K=109.550.85/6.00=15.52kNToa=9.25(1.802+3.552)0.5/3.55=10.37kN,Tob=9.25(1.002+3.552)0.5/3.55=9.61kN。鋼絲繩承受拉力Toa=10.37kNP=15.52kN,Tob=9.61kNP=15.52kN，鋼絲繩強(qiáng)度滿足要求。（2）吊環(huán)驗(yàn)算吊環(huán)采用20mm光面圓鋼，As=3.14(20/2)2=314mm2，f=65N/mm2fAs=265314=40820N=40.82kN每個(gè)吊環(huán)承受的拉力為：N拉=Toa+Tob=10.37+9.61=19.98kN吊環(huán)允許拉力40.82kNN拉=19.98kN，滿足要求。10.連墻件計(jì)算連墻件采用483.0鋼管,截面積為424mm2；f=205N/mm2按每個(gè)結(jié)構(gòu)層花排設(shè)置,連墻件按每層兩跨布置,腳手架最高50.30m連墻件軸向力設(shè)計(jì)值N1=N1WN0,其中:風(fēng)壓高度變化系數(shù)z=1.20(標(biāo)高+50.30m)