电梯平台设计与计算
根据现场施工需要,工程搭设落地式电梯平台,平台总高约 150m,长 4.5m,宽 1m;其中建筑主
体 16 层(约 45m 高度)以上采用工字钢挑梁分六组进行卸载(每组高度约 15m,最高一组高度 18m)。
设计依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001;2002 版)
2、福建二建建设集团公司《施工现场安全生产、文明施工标准图集》
3、《钢结构设计规范》;
4、《建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规范实施指南》
搭设
方案
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及技术措施
1、搭设材料必须具备产品质量合格证、生产许可证与质量检验报告,选用Φ48mm×3.0mm(允许
偏差不得超过 0.5mm)国标焊接钢管和锻铸国标扣件,钢管应为合格管材且必须进行防锈处理(涂
防锈漆),凡弯曲、裂缝、变形或损伤和尺寸不符的管材一律不用,锻铸铁扣件为国标合格扣件,凡
有裂缝、气孔、砂眼尺寸不符,扣不牢的扣件一律不得使用。
2、平台搭设前项目部应对基础进行平整、夯实,并浇注强度不少于 C10、厚不小于 8cm 的砼,做
好排水。立杆底部应设置底座及垫木。
3、平台搭设立杆选用 6m 与 4.5m 两种, 布设在同步距内相邻立杆接头应错开,与相邻纵向水平杆
的距离不大于 500mm,立杆与纵向水平杆用直角扣扣紧,不得隔步布设,立杆垂直偏差不得大于
1/200。
4、纵向水平杆的接头位置应错开搭设在不同的立杆纵距中,与相邻立杆的距离不大于纵距的 1/3,
同一排纵向水平杆的水平偏差不得大于 50mm。
5、横向水平杆搭设,横向水平杆紧靠立杆搭设于纵向水平杆之下,用直角扣件扣紧,各杆件相交
伸出端需大于 100mm。
6、连墙杆每结构层如图所示位置设置一道,预埋管在每层楼板混凝土浇注前埋设,剪刀撑水平夹
角控制在45°-60°之间,剪刀撑如有搭接,则搭接长度应大于 1000mm,用二个活动扣连接。
7、平台每层必须设置防护栏杆及踢脚杆,两侧需由下至顶设置横向斜撑(之字撑)。
8、平台主节点均需设置双扣受力,扣件螺栓的拧紧力矩应在 40N.m-65N.m 之间,以保证节点具有
足够的刚性与传递荷载的能力。
9、该平台需单独设置,单独承载,使用荷载为 2KN/平米,不得与外架或电梯井架相连接。
10、平台搭设完毕需按以上几点要求会同项目部进行验收,经验收合格后方可使用。
11、平台其它搭、拆安全措施同脚手架方案中所规定的相关要求进行操作。
施工安全注意事项
1.平台搭设人员必须是经过
培训
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考核合格的专业架子工,并持证上岗。
2.搭设平台人员必须戴安全帽、安全带、穿防滑鞋等。
3.平台的构配件质量必须符合标准,并经检查抽检合格后方准使用。
4.平台应随搭设而逐步验收,发现问
题
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及时纠正,经验收合格后方准使用.在脚手架架体上挂上其限
载挂牌标识以防超载发生危险。
5.操作层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载,不得将横板支撑、缆风绳、泵送砼的输送管等固
定在平台上。
6.六级及六级以上大风和雪、雨天应停止平台作业,平台应有防滑措施。
7.应专人的负责对平台进行经常检查和保修。
8.平台的拆除应经技术人员同意后方可进行。
9.严禁在平台架基础进行挖掘作业。
10.拆除平台时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁一切非操作人员入内。
平台其具体构造图及计算如下:
根据现场实际搭设情况,该平台长 4.5m,内、外立杆横距为 1 米,其中落地式架体搭设至 45m,
具体构造如附图,平台各立杆承载力最大的为中段四条立杆,故计算取图中中段四条立杆中的一条
进行受力验算。
1、底部立杆承载计算:
活荷载按装修荷载取 2KN/㎡,同时 2 步计
模板
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自重 5KN/m3
每条立杆底部承载力 N=1.2NGK+1.4NQK
由于此平台为每结构层设置,根据现场实际搭设尺寸,其立杆恒荷载取值可参照 1.8 米*1
米的外脚手架参数进行取值,计算高度按 45 米取。
NGK=45 米×0.1337KN/米=6.017KN
模板重长 1.4m×宽 1m×自重 5×厚 0.018m×0.5×15层=0.945KN
N=[1.2×(6.017+0.945)+1.4×2×1.4m×1m×2步/2]
=12.274KN
风荷载产生设计值 MW
ф架=0.083
框架结构工程чS=1.3ф=1.3×0.083=0.108,立杆底部чZ=0.7
作用在平台架上的水平风荷载标准值
WK=0.7×0.7×0.108×0.7=0.037KN/㎡
由风荷载设计值产生的立杆弯矩
MW=(0.85×1.4×0.037×1.5×1.82)÷10=0.021KN·m
由 LO=Kuh=1.155×1.5×1.8=3.119m
得λ=LO/I=3119/15.8=198
查
表
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λ=198 ф=0.184 A=489mm2
底部采用双立杆
N/фA+ MW/W
=12.274×103/(0.184×489)+0.021×106/(5.08×103)
=141N/mm2<205N/mm2
故底部立杆满足要求
2、45m 以上采用工字钢悬挑的承载计算
计算说明:本平台工字钢悬挑架最高高为 18m,步高为 1.8m(首步为 1.5m),悬挑梁间距为 1.8m,
采用 3m 工字钢,悬挑伸出长度为 1.2m;伸进长度为 1.8m;两道环形钢筋采用 φ14 拉结(详见大样
示意图);环形钢筋预埋在混凝土楼板内,其预埋锚固长度按规范要求设置。另外,每根悬挑梁端部
设一根 12 钢丝绳斜拉;吊环用 12фΩ形钢筋预埋,钢丝绳轧头按规定配套旋牢,其水平方向夹角
不小于 45 度,可作为辅助的安全保险。
1、 荷载计算
(1) 结构自重产生的轴心压力 NG1K
立杆纵向间距为 1.8m,横向间距为 1m,步距为 1.8m,查附录 A-1 表得自产生的轴心压力标准
值:gk=0.1337KN/m
则 18m 高的脚手架结构自重产生轴心压力标准值:
NG1K=H gk=18×0.1337=2.407KN
(2)脚手架构配件及防护材料自重产生轴心压力 NG2K
竹榀自重:0.35KN/㎡
则 NG2K=0.5×0.35×1×1.8×6 道=1.89KN
(3)施工活荷载标准值产生轴心压力 NGK
查表得施工活载标准值:2.0KN/㎡(设一道操作层)
NQK=1.8×1×2×1/2=1.8KN
(4)计算立杆稳定性:
N=1.2×(2.407+1.89)+1.4×0.85×1.8=5.16+2.142=7.302KN
风荷载产生设计值 MW(计算取 150m标高处)ф=0.083
чS=1.3ф=1.3×0.083=0.108 150 米标高чZ=2.03
WK=0.7×2.03×0.108×0.7=0.11KN/㎡
MW=(0.85×1.4×0.11×1.8×1.82)÷10=0.076KN·m
N/фA+ MW/W
=7.302×103/(0.184×489)+0.361×106/(5.08×103)
=81+71=152N/mm2<f=205N/mm2
故立杆稳定。
2、 悬挑架设计
(1) 设计悬挑梁(悬挑梁抗弯强度计算)
固定用木块
型号 14 工字钢
锚固点 锚固点 N1 N N2 5-10cm
φ14 圆钢 L2
1800 300 150 1000
L1 L3
锚固长度≥10d
悬挑梁受力简图 图 2 钢筋套环处理
由图可知,悬挑梁受弯距最大点在悬挑梁伸出的根部,此时的弯距为 MX=N×L δ=MXγxwx≤ [δ]
wx(型钢在 X轴方向上的抗弯净截面模量) ≥MX/γx [δ]
MX 按照悬臂梁进行计算,由于可以近似认为脚手架内外立杆受力均匀,故可将脚手架竖向荷载
当成集中力看待,前面计算的 N 为单根立杆的竖向设计荷载值,现在的 N 为脚手架在一个跨距内脚
手架竖向设计荷载,则 N 为两倍的前面计算的 N值
即 N=2×7.302=14.604KN L2=0.65m
截面塑性发展分数,工字钢 γx=1.2 [δ]=205N/mm2
带入计算得 wx ≥39cm3
出于安全考虑,选择 14 工字钢 wx =102cm3
(2)校核型钢的整体稳定性
型钢抗压设计强度值 f=215 N/ mm2
MX/Ψbwx≤ f 查钢结构设计规范 型钢整体稳定系数Ψb=1.3
按规范要求,当Ψb值大于 0.6时,应用下式计算的Ψb′代替
Ψb′=1.07-0.282/Ψb=0.853≤ 1
则 MX/Ψbwx=14604×650/(0.853×102000)=109N/ mm2≤ f=215 N/ mm2
故型钢的整体稳定符合要求
(3)校核型钢抗剪强度
τ=VS/Ixtw≤fv
V:计算截面剪力,取脚手架的全部竖向荷载 N 为剪力设计值,
S:计算剪应力处以上型钢截面对中性轴的面积矩,S=A*h,由于型钢为等截面梁,其中性轴在
其重心上,
Ix:型钢在 X 轴的惯性矩,
tw:型钢腹板厚度,
A:计算剪应力处以上型钢截面积,
H:型钢重心到抗剪面距离,
fv:抗剪强度设计值,取 125N/mm2
v=14.604KN s=A×h=2150×70=150500mm3
Ix=712cm4 tw=5.5mm
则τ=VS/Ixtw=56N/mm2≤fv=125N/mm2
故悬挑梁抗剪强度符合要求
(4)挠度验算
V=NL22 L3(3- L2/L3)/6EI≤L/400
N:脚手架轴向力,
E:型钢的弹性变形模量,为 2.06×105 N/mm2
I:型钢在 X轴的惯性矩,
L:脚手架外立杆到悬挑梁末端支点处长度
V=NL22 L3(3- L2/L3)/6EI≤L/400
=14.604×6502×1150×(3-650/1150)/(6×2.06×105×7120000)
=1.97mm≤2350/400=5.875mm
故符合要求
(5)锚固钢筋计算
A、 计算后支座锚固钢筋验算
根据力矩平衡
R=NL2/L1=14.604×0.65/1.2=7.91KN
B、 根据安全度设计锚固钢筋大小,按
A×δS/R≥2
A:材料的截面积,
δS:Q235a 钢材的抗拉强度标准值=240N/mm2 R=7.91KN
则计算得 A≥66mm2
本工程采用ф14 钢筋,A=153.86mm2,故安全可靠
3、连墙件计算:
取 150 米高度计算,每结构层高度设置三条连墙件
чZ=2.03 WK=0.7×2.03×0.108×0.7=0.108KN/㎡
NιW=1.4×0.108×3×4.5/3=0.68KN
Nι=0.68+5=5.68<[RC] =8KN
故平台连墙件采用单扣件即可满足要求。
另该平台每条立杆下传力为 12.274KN,基础地面承载力应满足该要求。
主体楼板 连墙件
1m
1.8m 0.9m 1.8m
电梯平台平面图
1m
层高
2m
1.8m 0.9m 1.8m
电梯平台正立面图