樁基鋼筋籠提升架鋼管支架設(shè)計(jì)計(jì)算書

樁基鋼筋籠提升架鋼管支架設(shè)計(jì)計(jì)算書一、編制依據(jù)；1、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2011；2、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017；3、《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》人民交通出版社；二、橫擔(dān)計(jì)算；起重橫擔(dān)由雙I18工字鋼制作，在橫擔(dān)1/2處，用直徑為φ23鋼絲繩纏繞與10T手拉葫蘆連接，如下圖所示：圖1：橫擔(dān)立面設(shè)計(jì)圖（單位：cm）計(jì)算參數(shù)1）荷載計(jì)算以項(xiàng)目最大直徑2.5m樁基鋼筋籠來計(jì)算，鋼筋籠現(xiàn)場(chǎng)分節(jié)預(yù)制，分節(jié)起吊至孔內(nèi)安裝，每節(jié)鋼筋籠長(zhǎng)度不超過10m，根據(jù)下表所示，每節(jié)鋼筋籠重量為P=（9974.5/27）×10×10=36940N，考慮到手拉葫蘆、鋼絲繩、卸扣和下料不均產(chǎn)生重量，鋼筋籠重量取P=40000N，橫擔(dān)產(chǎn)生的均布荷載q=482.6N/m。圖2：直徑2.5米樁基鋼筋籠工程數(shù)量表2）I18工字鋼參數(shù)m=24.13kg/m，I=1669cm4，A=30.74cm2，E=2.1×105MPa，E·A=6.4554×109N,E·I=3.5049×106N/㎡，W=185.4cm3，δ=6.5mm，S=106.5cm3。3）受力分析橫擔(dān)受力如下圖所示：圖3：橫擔(dān)受力分析圖（單位：N）4）強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算得出，橫擔(dān)彎矩最大值位于1/2位置，剪力最大值位于兩端支點(diǎn)處，其數(shù)值M=39389.76N·m，Q=20399.75N，如下圖所示：圖4：橫擔(dān)彎矩圖(單位N·m)圖5：橫擔(dān)剪力圖（單位：N）則σmax=M/W=39389.76×103/2×185.4×103=106.23MPa＜[f]=215MPa；τmax=QS/(Iδ)=20399.75×106.5×103/1669×104×6.5=20.03MPa＜[f]=215MPa；結(jié)論：橫擔(dān)彎應(yīng)力及剪應(yīng)力滿足要求！5）剛度驗(yàn)算根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算得出，橫擔(dān)豎向位移最大值位于1/2位置，如下圖所示：圖6：橫擔(dān)位移圖圖7：橫擔(dān)位移計(jì)算結(jié)果圖根據(jù)上圖所示，橫擔(dān)最大撓度fmax＝7.14mm＜f=3.9×103/400=9.75mm.結(jié)論：橫擔(dān)剛度滿足要求！二、橫擔(dān)支座計(jì)算；橫擔(dān)支座采用I12工字鋼制作，由支座縱梁和支座橫梁組成，如下圖所示：圖8：橫擔(dān)支座設(shè)計(jì)圖（單位：mm）1）I12工字鋼參數(shù)m=14.21kg/m，I=488cm4，A=18.1cm2，E=2.1×105MPa，EA=3.801×109N,EI=1.0248×106N/㎡，W=77.4cm3，δ=5.0mm，S=44.4cm3。2）荷載計(jì)算①支座縱梁荷載計(jì)算橫擔(dān)由兩個(gè)支座支撐，每個(gè)支座承受橫擔(dān)自重和鋼筋籠重量1/2的荷載，即支座縱梁所受集中荷載P=(40000+14.21×4×10)/2=20820N,縱梁自重產(chǎn)生的均布荷載q=142.1N/m。②支座橫梁荷載計(jì)算每個(gè)支座有兩個(gè)支座橫梁，每個(gè)橫梁承受每個(gè)支座承受橫擔(dān)自重和鋼筋籠重量1/2的荷載，以及支座縱梁1/2的自重，即支座橫梁所受集中荷載：P=(40000+14.21×4×10)/2+0.574×14.21×10/2=20879N,支座橫梁自重產(chǎn)生的均布荷載q=142.1N/m。3）受力分析①支座縱梁受力分析支座縱梁和支座橫梁采用焊接連接成整體，受力分析時(shí)，兩端支座為剛性支座制作。圖9：支座縱梁受力分析圖②支座橫梁受力分析支座橫梁直接放置與立桿頂托上，立桿間距為0.5m×0.5m，受力分析圖如下圖所示：圖10：支座橫梁受力分析圖①支座縱梁強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算得出，彎矩最大值位于支點(diǎn)兩端，剪力最大值位于兩端支點(diǎn)處，其數(shù)值M=1305.52N·m，Q=10461.25N，如下圖所示：圖11：支座縱梁彎矩圖(單位N·m)圖12：支座縱梁剪力圖（單位：N）則σmax=M/W=1305.52×103/77.4×103=16.87MPa＜[f]=215MPa；τmax=QS/(Iδ)=10461.25×44.4×103/488×104×5=19.04MPa＜[f]=215MPa；結(jié)論：支座縱梁彎應(yīng)力及剪應(yīng)力滿足要求?、谥ё鶛M梁強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算得出，彎矩最大值位于橫梁1/2處，剪力最大值位于兩端支點(diǎn)處，其數(shù)值M=2616.28N·m，Q=10490.75N，如下圖所示：圖13：支座橫梁彎矩圖(單位N·m)圖14：支座橫梁剪力圖（單位：N）則σmax=M/W=2616.28×103/77.4×103=33.8MPa＜[f]=215MPa；τmax=QS/(Iδ)=10490.75×44.4×103/488×104×5=19.09MPa＜[f]=215MPa；結(jié)論：支座橫梁彎應(yīng)力及剪應(yīng)力滿足要求！5）剛度計(jì)算①支座縱梁剛度計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算得出，支座縱梁豎向位移最大值位于1/2位置，如下圖所示：圖15：支座縱梁位移圖圖16：支座縱梁位移計(jì)算結(jié)果圖根據(jù)上圖所示，支座縱梁最大撓度fmax＝0.0133mm＜f=0.5×103/400=1.25mm.結(jié)論：支座縱梁剛度滿足要求?、谥ё鶛M梁剛度計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算得出，支座橫梁豎向位移最大值位于1/2位置，如下圖所示：圖17：支座橫梁位移圖圖18：支座橫梁位移計(jì)算結(jié)果圖根據(jù)上圖所示，支座橫梁最大撓度fmax＝0.053mm＜f=0.5×103/400=1.25mm.結(jié)論：支座縱梁剛度滿足要求！三、立桿計(jì)算；立桿均采用材質(zhì)為Q235的φ48.3×3.6鋼管，承載橫擔(dān)及支座的立桿按0.5m×0.5m布置，立桿步距為2.0m支撐每個(gè)支座立桿數(shù)量為4根。圖19：鋼管提升架斷面圖（單位：cm）立桿荷載計(jì)算①、立桿承受承受橫擔(dān)自重和鋼筋籠重量的荷載，以及支座縱梁、橫梁的自重荷載：P1=(40000/2+14.21×（0.574+0.588×2）)×10/2=5018N。②、施工荷載：施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值按普通鋼結(jié)構(gòu)腳手架取值，本次取3.0KN/㎡（建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2011）。P2=3.0×103×0.25×0.975=731N。③、水平桿、腳手板及扣件自重產(chǎn)生的荷載：腳手板按竹串片腳手板取值，本次取0.35KN/㎡（建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2011），直角扣件1.34kg。P3=0.35×103×0.25×0.975+1.34×10+（0.975+0.35）×3.97×10=151N立桿受到的豎向總荷載為：P=P1+P2+P3=5018+731+151=5900N。立桿、水平桿、水平支撐桿材料特性q=39.7N/m；E=2.1×105Mpa；I=1.271×10-7m4；W=5.26×10-6m3；i=1.59×10-2cm；A=5.06×10-4m2。i=1.59cm立桿穩(wěn)定計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比：λ=l/i=2.0/（1.59×10-2)=125.8＜[λ]=210。結(jié)論：立桿長(zhǎng)細(xì)比滿足要求！查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2011，表A.0.6可得φ=0.417。則：σ=N/φ·A=5900/0.417×5.06×102=27.96MPa＜f=205MPa。結(jié)論：立桿穩(wěn)定性滿足要求！扣件抗滑計(jì)算N=5.9KN＜[N]=16KN結(jié)論：小于雙扣件抗滑設(shè)計(jì)值,滿足要求！:四、地基承載力計(jì)算；計(jì)算公式：P=N/A式中：P---立桿基礎(chǔ)底面處的平均壓力設(shè)計(jì)值A(chǔ)---基礎(chǔ)底面計(jì)算面積N---立桿傳至基礎(chǔ)頂面的軸心力設(shè)計(jì)值（本方案取最大值5.9KN）N=5.9kN（即單根立桿傳至基礎(chǔ)頂面的軸心力設(shè)計(jì)值