一种基坑爬梯整体稳定性的计算方法

1.本发明属于土木工程领域，涉及一种基坑爬梯整体稳定性的计算方法。


背景技术：

2.在进行基坑作业时，地面与基坑内的往返是主要工作难点，为满足施工人员上下通行要求，保证人员通行安全，而且不影响基坑施工，从而提出了一种模块化、标准化、定型化的装配式基坑爬梯。
3.装配式基坑爬梯主要由立柱、横梁、转角平台、斜撑、楼梯等构件组成；基坑爬梯单元焊接完成后，运输到现场进行楼梯的安装，以及上下单元间的组装，而在该爬梯设计中，由于与常规使用脚手架作为上下通行设施不同，国内并无相关专利装配式基坑爬梯进行稳定性分析，尚未明确装配式基坑爬梯整体稳定性的计算方法。


技术实现要素：

4.基坑爬梯的特征在于爬梯主要由立柱、横梁、转角平台、斜撑、楼梯等构件组成，每单节作为独立结构，上下层爬梯通过连接件连接成一个整体，单节爬梯具有可靠的稳定性和抗倾覆能力。
5.本发明针对装配式基坑爬梯提出了一种基坑爬梯整体稳定性的计算方法，通过验算高宽比、抗侧移刚度，通过控制重力二阶效应p-δ与不考虑重力二阶效应的楼层位移的比值，确定基坑爬梯的整体稳定性。
6.本发明通过以下技术方案予以实现：
7.第一步：验算基坑爬梯的高宽比
8.基坑爬梯的高宽比为基坑爬梯的总高度h与爬梯较短边宽度b的比值。
9.基坑爬梯的高宽比应小于8，高宽比小于等于4时爬梯不需要与基坑进行附着，高宽比大于4小于8时需要进行附着。
10.第二步：根据公式(1)计算第i层及其以上各楼层的重力荷载标准值
[0011][0012]
式中：gk为结构自重荷载的标准值，gq为活荷载标准值,n为i层及以上爬梯节数；
[0013]
第三步：根据公式(2)、(3)计算第i层基坑爬梯的抗侧移刚度di；
[0014][0015][0016]
式中：k为爬梯横梁与立柱的线刚度比值，lb为横梁的线刚度，lc为立柱的线刚度，h为单节基坑爬梯的高度；
[0017]
第四步：根据公式(4)验算基坑爬梯的整体稳定性；
[0018][0019]
式中：δ
*
为考虑重力二阶效应下i层的层间位移，δ为不考虑重力二阶效应的i层的层间位移；
[0020]
为保证基坑爬梯具有可靠的整体稳定性储备，基坑爬梯的每一层均要求满足式(4)；
[0021]
图1为本发明实例提供的基坑爬梯立面图；
[0022]
图2为本发明实例提供的基坑爬梯平面图；
[0023]
图中：1立柱，2横梁，3纵梁，4支撑，5楼梯，6转角平台。
具体实施方式
[0024]
通过实例对本发明做进一步说明。
[0025]
实施例
[0026]
一种基坑爬梯的整体稳定性的计算方法，其特征在由立柱、横梁、转角平台、斜撑、楼梯等构件组成，爬梯单元焊接完成后在现场组装；以一组基坑爬梯为例，立柱、横梁选用尺寸为的等肢角钢，梯梁选用尺寸为的等肢角钢，斜撑选用尺寸为的等肢角钢，转角平台选用尺寸为的角钢，楼梯上的均布活荷载标准值取1.5kn/m2,钢材等级为q355b。
[0027]
取附图1三节梯段计算爬梯高宽比
[0028][0029]
高宽比符合要求，分别计算1-3层及其以上各楼层的重力荷载标准值
[0030]
以第一层为例
[0031][0032]
计算第1层基坑爬梯的抗侧移刚度d1[0033][0034][0035]
计算整体稳定性
[0036][0037]
按上述方法计算第二层第三层均满足整体稳定性要求。
[0038]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范
围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。


技术特征：
1.一种基坑爬梯整体稳定性计算方法，其特征在于：进行于深基坑施工、建筑物基坑施工时,基坑爬梯作为一种基坑内垂直上下通道，爬梯整体结构采用框架式，单节爬梯主要由立柱、横梁、转角平台、斜撑、楼梯等构件组成，单层爬梯层高为2m，具有较好的稳定性；多层组合基坑爬梯结构的整体稳定性由高宽比、重力荷载及抗侧移刚度控制，当控制重力二阶效应p-δ的楼层位移在8％以内时，结构具有良好的整体稳定性，爬梯整体稳定性计算方法包括如下步骤：第一步：验算基坑爬梯的高宽比；式中：h为基坑爬梯的总高度，b为爬梯短边的宽度，基坑爬梯的高宽比不应大于8，满足要求时按以下步骤计算整体稳定性；第二步：根据公式(1)计算第i层及其以上各楼层的重力荷载标准值第二步：根据公式(1)计算第i层及其以上各楼层的重力荷载标准值式中：g
k
为结构自重荷载的标准值，g
q
为活荷载标准值,n为i层及以上爬梯节数；第三步：根据公式(2)(3)计算第i层基坑爬梯的抗侧移刚度d
i
；；式中：k为爬梯横梁与立柱的线刚度比值，l
b
为横梁的线刚度，l
c
为立柱的线刚度，h为单节基坑爬梯的高度；第四步：根据公式(4)验算基坑爬梯的整体稳定性；式中：δ
*
为考虑重力二阶效应下i层的层间位移，δ为不考虑重力二阶效应的i层的层间位移，且基坑爬梯的每一层均要求满足式(4)。

技术总结
本发明属于土木工程领域，涉及一种基坑爬梯整体稳定性的确定方法；该基坑爬梯主要由立柱、横梁、转角平台、斜撑、楼梯等构件组成，单节爬梯具有可靠的稳定性和抗倾覆能力；多节组合爬梯通过角钢与高强螺栓相互连接形成整体，通过验算爬梯的高宽比、重力荷载标准值及每层爬梯的抗侧刚度，控制在考虑二阶P-Δ效应时楼层位移与不考虑二阶P-Δ效应时的楼层位移比值在8％以内，提出基坑爬梯整体稳定性的确定方法；本发明为一种基坑爬梯整体稳定性的确定方法，为基坑爬梯的设计提供了可靠的分析方法。为基坑爬梯的设计提供了可靠的分析方法。为基坑爬梯的设计提供了可靠的分析方法。


技术研发人员：郁有升 杨亚辉 王卫国
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/8/9