正脉型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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正脉型钢悬挑脚手架扣件式计算书
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、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
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)
85
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.4
立杆横距lb(m)
0.8
内立杆离建筑物距离a(m)
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
木脚手板
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)
0.12
横向斜撑布置方式
6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
浙江丽水市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.45
风荷载体型系数μs
1
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
0.938,0.65
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.422,0.292
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
2
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/(2+1))+1.4×3×0.8/(2+1)=1.272kN/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/(2+1))+3×0.8/(2+1)=0.927kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.272×1.42=0.249kN·m
σ=Mmax/W=0.249×106/4490=55.524N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.927×14004/(100×206000×107800)=1.085mm
νmax=1.085mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1400/150,10]=9.333mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.272×1.4=1.959kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.927×1.4=1.427kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.959kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.427kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.525×106/4490=116.944N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=1.175mm≤[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=1.975kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
单扣件
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=1.959/2=0.979kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆:
Rmax=1.975kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
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)
0.12
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
单外立杆:
NG1k=(gk+la×n/2×0.033/h)×H=(0.12+1.4×2/2×0.033/1.8)×17.4=2.539kN
单内立杆:
NG1k=2.539kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/1/2=(17.4/1.8+1)×1.4×0.8×0.35×1/1/2=2.091kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆:
NG2k1=2.091kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(17.4/1.8+1)×1.4×0.17×1/1=2.539kN
1/1表示挡脚板1步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.4×17.4=0.244kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.091+2.539+0.244=4.873kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=2.091kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj)/2=1.4×0.8×(1×3)/2=1.68kN
内立杆:
NQ1k=1.68kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
单外立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.539+4.873)+0.9×1.4×1.68=11.011kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.539+2.091)+0.9×1.4×1.68=7.672kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
17.4
立杆计算长度系数μ
1.5
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
两步两跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤210
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.8=3.118m
长细比λ=l0/i=3.118×103/15.9=196.132
查《规范》表A得,φ=0.188
满足要求!
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.539+4.873+1.68=9.092kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.539+4.873)+1.4×1.68=11.246kN
σ=N/(φA)=11245.912/(0.188×424)=141.082N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.539+4.873+1.68=9.092kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.539+4.873)+0.9×1.4×1.68=11.011kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.292×1.4×1.82/10=0.167kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=11010.712/(0.188×424)+166888.512/4490=175.3N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
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)
400
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×2×la=1.4×0.422×2×1.8×2×1.4=5.955kN
长细比λ=l0/i=400/15.9=25.157,查《规范》表A.0.6得,φ=0.933
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.955+3)×103/(0.933×424)=22.637N/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=5.955+3=8.955kN≤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)
19.4
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距(mm)
1400
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
压环钢筋
压环钢筋直径d(mm)
16
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
1250
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)
100
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1600
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
1160
2900
1050
是
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
9.09
11.25
400
1400
2
9.09
11.25
1200
1400
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
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
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=0.205=0.205kN/m
第1排:
F'1=F1'/nz=9.09/1=9.09kN
第2排:
F'2=F2'/nz=9.09/1=9.09kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排:
F1=F1/nz=11.25/1=11.25kN
第2排:
F2=F2/nz=11.25/1=11.25kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=2.18×106/141000=15.46N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=7.98×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=9.431N/mm2
τmax=9.431N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=0.071mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=-0.424kN,R2=8.798kN,R3=14.828kN
四、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)
1400
钢丝绳直径(mm)
18.5
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
9
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)
15.19
钢丝绳绳夹数量[n]
3
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
12
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
主梁拉环直径d(mm)
16
焊缝厚度he(mm)
10
焊缝长度lw(mm)
100
角焊缝强度设计值ftw(N/mm2)
160
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法
上拉杆件角度计算:
α1=arctanL1/L2=arctan(2900/1050)=70.096°
上拉杆件支座力:
RS1=nzR3=1×14.828=14.828kN
主梁轴向力:
NSZ1=RS1/tanα1=14.828/tan70.096°=5.369kN
上拉杆件轴向力:
NS1=RS1/sinα1=14.828/sin70.096°=15.77kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=15.77kN
钢丝绳:
查表得,钢丝绳破断拉力总和:
Fg=180kN
[Fg]=α×Fg/k=0.85×180/9=17kN≥NS=15.77kN
符合要求!
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×17/(2×15.19)=1个≤[n]=3个
符合要求!
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]/(π×de2/4)=17×103/(π×122/4)=150.313N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求!
拉环验算:
σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×17×103/(π×162)=42.276N/mm2≤[f]=65N/mm2
注:
[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2
符合要求!
拉环详图(主梁为工字钢)
角焊缝验算:
σf=NS/(he×lw)=15.77×103/(10×100)=15.77N/mm2≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求!
五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=[(NSZ1)]/nz=[(5.369)]/1=5.369kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=2.18×106/(1.05×141×103)+5.369×103/2610=16.781N/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)=2.18×106/(0.929×141×103)=16.642N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
六、锚固段与楼板连接的计算
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
压环钢筋
压环钢筋直径d(mm)
16
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=0.212kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=0.424×103/(3.14×162)=0.528N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2
注:
[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度
符合要求!
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