型钢悬挑脚手架扣件式计算书14号.docx
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型钢悬挑脚手架扣件式计算书14号
型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书
计算依据:
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
3、《钢结构设计规范》GB50017-2003
工程概况:
合力·东方城9#、10#楼工程;工程建设地点:
东城路88号;属于剪力墙结构;地上33层;建筑高度:
99.00m;标准层层高:
2.9m;总建筑面积:
34646.03平方米。
在建筑楼南面3层(0.4m)开始悬挑。
其后分别在9层(17.8m),15层(35.2m)、21层(52.6m)、27层(70.0m)处进行悬挑。
其余三面在15层以上开始悬挑。
本工程由湖北合力房地产开发有限公司投资建设,深圳市华纳国际建筑设计有限公司设计,中南勘察设计院地质勘察,湖北三峡建设项目管理公司监理,由湖北五三建设有限公司承建组织施工;由张建国担任项目经理。
架体验算
一、脚手架参数
脚手架设计类型
结构脚手架
脚手板设计荷载(kN/m2)
3
同时施工作业层数
1
卸荷设置
无
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架架体高度H(m)
17.4
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
91
立杆步距h(m)
1.5
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.8
内立杆离建筑物距离a(m)
0.25
双立杆计算方法
按双立杆受力设计
双立杆计算高度H1(m)
17.4
双立杆受力不均匀系数KS
0.6
二、荷载设计
脚手板类型
竹串片脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.35
脚手板铺设方式
1步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)
0.01
挡脚板类型
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
挡脚板铺设方式
1步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.144
横向斜撑布置方式
5跨1设
结构脚手架作业层数njj
1
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
3
地区
湖北恩施市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.2
风荷载体型系数μs
1.132
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆、双立杆稳定性)
0.938,0.65,0.65
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆、双立杆稳定性)
0.212,0.147,0.147
计算简图:
立面图
侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
纵向水平杆在上
横向水平杆上纵向水平杆根数n
1
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
107800
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.033+0.35×0.8/(1+1))+1.4×3×0.8/(1+1)=1.888kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.033+0.35×0.8/(1+1))+3×0.8/(1+1)=1.373kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.888×1.52=0.425kN·m
σ=Mmax/W=0.425×106/4490=94.608N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×1.373×15004/(100×206000×107800)=2.119mm
νmax=2.119mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.888×1.5=3.115kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.373×1.5=2.266kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=3.115kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=2.266kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.626×106/4490=139.465N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=1.096mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[800/150,10]=5.333mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.574kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
双扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
扣件抗滑承载力验算:
纵向水平杆:
Rmax=3.115/2=1.558kN≤Rc=0.9×12=10.8kN
横向水平杆:
Rmax=1.574kN≤Rc=0.9×12=10.8kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
17.4
双立杆计算高度H1
17.4
脚手架钢管类型
Ф48×3
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.144
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
双外立杆:
NG1k=(gk+0.033+la×n/2×0.033/h)×H1=(0.144+0.033+1.5×1/2×0.033/1.5)×17.4=3.375kN
双内立杆:
NGS1k=3.375kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
双外立杆:
NGS2k1=H1/h×la×lb×Gkjb×1/1/2=17.4/1.5×1.5×0.8×0.35×1/1/2=2.436kN
1/1表示脚手板1步1设
双内立杆:
NGS2k1=2.436kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
双外立杆:
NGS2k2=H1/h×la×Gkdb×1/1=17.4/1.5×1.5×0.17×1/1=2.958kN
1/1表示挡脚板1步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
双外立杆:
NGS2k3=Gkmw×la×H1=0.01×1.5×17.4=0.261kN
构配件自重标准值NG2k总计
双外立杆:
NGS2k=NGS2k1+NGS2k2+NGS2k3=2.436+2.958+0.261=5.655kN
双内立杆:
NGS2k=NGS2k1=2.436kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj)/2=1.5×0.8×(1×3)/2=1.8kN
内立杆:
NQ1k=1.8kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
双外立杆:
Ns=1.2×(NGS1k+NGS2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.375+5.655)+0.9×1.4×1.8=13.104kN
双内立杆:
Ns=1.2×(NGS1k+NGS2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.375+2.436)+0.9×1.4×1.8=9.241kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
17.4
双立杆计算高度H1
17.4
双立杆受力不均匀系数KS
0.6
立杆计算长度系数μ
1.6
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
424
连墙件布置方式
两步三跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.6×1.5=2.4m
长细比λ=l0/i=2.4×103/15.9=150.943≤210
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.6×1.5=2.772m
长细比λ=l0/i=2.772×103/15.9=174.34
查《规范》表A得,φ=0.235
满足要求!
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
双立杆的轴心压力标准值NS'=NGS1k+NGS2k+NQ1k=3.375+5.655+1.8=10.83kN
双立杆的轴心压力设计值NS=1.2×(NGS1k+NGS2k)+1.4×NQ1k=1.2×(3.375+5.655)+1.4×1.8=13.356kN
σ=KSNS/(φA)=0.6×13355.676/(0.235×424)=80.424N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
双立杆的轴心压力标准值NS'=NGS1k+NGS2k+NQ1k=3.375+5.655+1.8=10.83kN
双立杆的轴心压力设计值NS=1.2×(NGS1k+NGS2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.375+5.655)+0.9×1.4×1.8=13.104kN
Mws=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.147×1.5×1.52/10=0.063kN·m
σ=KS(NS/(φA)+Mw/W)=0.6×(13103.676/(0.235×424)+62511.75/4490)=87.26N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步三跨
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)
3
连墙件计算长度l0(mm)
2000
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3
连墙件截面面积Ac(mm2)
424
连墙件截面回转半径i(mm)
15.9
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
连墙件与扣件连接方式
双扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.212×2×1.5×3×1.5=4.007kN
长细比λ=l0/i=2000/15.9=125.786,查《规范》表A.0.6得,φ=0.423
(Nlw+N0)/(φAc)=(4.007+3)×103/(0.423×424)=39.068N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求!
扣件抗滑承载力验算:
Nlw+N0=4.007+3=7.007kN≤0.9×12=10.8kN
满足要求!
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
15
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距(mm)
1500
主梁与建筑物连接方式
预埋
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
1200
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)
100
梁/楼板混凝土强度等级
C30
二、荷载布置参数
支撑点号
支撑方式
距主梁外锚固点水平距离(mm)
支撑件上下固定点的垂直距离L1(mm)
支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)
是否参与计算
1
上拉
1150
3300
1050
否
2
下撑
1160
3300
1050
否
作用点号
各排立杆传至梁上荷载标准值F'(kN)
各排立杆传至梁上荷载设计值F(kN)
各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)
主梁间距la(mm)
1
10.83
13.36
350
1500
2
10.83
13.36
1150
1500
附图如下:
平面图
立面图
三、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
14号工字钢
主梁截面积A(cm2)
21.5
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
712
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
102
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.169
主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)
215
主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁允许挠度[ν](mm)
1/250
荷载标准值:
q'=gk=0.169=0.169kN/m
第1排:
F'1=F1'/nz=10.83/1=10.83kN
第2排:
F'2=F2'/nz=10.83/1=10.83kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.169=0.203kN/m
第1排:
F1=F1/nz=13.36/1=13.36kN
第2排:
F2=F2/nz=13.36/1=13.36kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=20.184×106/102000=197.882N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=26.96×1000×[80×1402-(80-5.5)×121.82]/(8×7120000×5.5)=39.825N/mm2
τmax=39.825N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=4.503mm≤[ν]=2×lx/250=2×1200/250=9.6mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=26.96kN
四、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=[0]/nz=[0]/1=0kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=20.184×106/(1.05×102×103)+0×103/2150=188.459N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
符合要求!
受弯构件整体稳定性分析:
其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数:
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得,φb=2
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到φb值为0.93。
σ=Mmax/(φbWx)=20.184×106/(0.929×102×103)=213.006N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
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