盘扣式移动操作平台计算书.docx
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盘扣式移动操作平台计算书
盘扣式移动操作平台计算书
计算依据:
1、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
2、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
3、《钢结构设计标准》GB50017-2017
一、构造参数
平台搭设高度H(m)
4.5
平台纵向跨距la(mm)×跨数n:
1200×3
平台横向跨距lb(mm)×跨数m:
900×2
立杆步距h(mm)
1500
脚手板铺设方式
平行于平台纵向
是否设置支撑脚
是
支撑脚与平台纵向夹角θ(°)
135
支撑脚宽度B(mm)
1200
防护栏杆高度h1(mm)
1000
二、荷载设计
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.17
脚手板自重标准值G1k(kN/m2)
0.3
横杆自重标准值G2k(kN/m)
0.028
施工人员及设备荷载标准值Q1k(kN/m2)
2
平台堆放荷载标准值Fk(kN)
1
非工作状态下产生的水平荷载标准值Q2k(kN/m)
0.1
工作状态下产生的水平荷载标准值Q3k(kN/m)
0.2
是否考虑风荷载
是
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
风荷载体型系数μs
0.35
风荷载高度变化系数μz
0.65
风荷载标准值ωk(kN/m2)
0.068
附图如下:
立面图(平台纵向)
立面图(平台横向)
平面图
三、材料参数
立杆钢管规格(mm×mm)
Ф48×3.2
横杆钢管规格(mm×mm)
Φ48×2.5
脚手板类型
定型钢脚手板
单块脚手板一侧爪钩数量j(只)
2
可刹脚轮承载力设计值[N](kN)
20
四、脚手板验算
脚手板承载能力确定方式
极限值法
单块脚手板长度l(mm)x宽度b(mm)
3000×250
单块脚手板截面抵抗矩W(cm3)
4.55
单块脚手板截面惯性矩I(cm4)
16.55
脚手板弹性模量E(N/mm2)
206000
脚手板弯矩设计值[M](kN·m)
5
脚手板剪力设计值[V](kN)
10
脚手板挠度允许值[ν](mm)
5
因脚手板两端搁置在横杆上,按简支梁计算,集中荷载按最不利位置(抗弯按跨中,抗剪按支座附近)考虑,计算简图如下图:
承载能力极限状态
q=γ0b(γGG1k+γQQ1k)=1×0.25×(1.2×0.3+1.4×2)=0.79kN/m
p=γ0γQFk/K=1×1.4×1/2=0.7kN
正常使用极限状态
q'=b(γGG1k+γQQ1k)=0.25×(1×0.3+1×2)=0.575kN/m
p'=γQFk/K=1×1/2=0.5kN
计算简图(抗弯不利)
计算简图(抗剪不利)
1、抗弯验算
Mmax=ql2/8+pl/4=0.79×(1200/1000)2/8+0.7×1200/1000/4=0.352kN·m
Mmax=0.352kN.m≤[M]=5kN.m
满足要求!
2、抗剪验算
Vmax=ql/2+p=0.79×1200/1000/2+0.7=1.174kN
Vmax=1.174kN≤[V]=10kN
满足要求!
3、挠度验算
νmax=5q′l4/(384EI)+p′l3/(48EI)=5×0.575×12004/(384×206000×16.55×104)+0.5×103×12003/(48×206000×16.55×104)=0.983mm≤[ν]=5mm
满足要求!
4、支座反力
承载能力极限状态:
R1=ql+p=0.79×1.2+0.7=1.648kN
正常使用极限状态:
R1'=q'l+p'=0.575×1.2+0.5=1.19kN
五、横杆验算
横杆承载能力确定方式
精算法
横杆截面面积A(cm2)
3.57
横杆截面抵抗矩W(cm3)
3.86
横杆截面惯性矩I(cm4)
9.28
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
承载能力极限状态:
脚手板通过爪钩传递给横杆的支座反力为:
p=R1/j=1.648/2=0.824kN
横杆自重设计值:
q=γ0γGG2k=1×1.2×0.028=0.034kN/m
正常使用极限状态:
脚手板通过爪钩传递给横杆的支座反力为:
p'=R1'/j=1.19/2=0.595kN
横杆自重标准值:
q'=γGG2k=1×0.028=0.028kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
弯矩图(kN·m)
Mmax=0.621kN·m
σ=Mmax/W=0.621×106/3860=160.931N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=2Vmax/A=2×2.487×1000/357=13.934N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
跨中νmax=2.008mm≤[ν]=min{900/150,10}=6mm
满足要求!
4、支座反力
承载能力极限状态:
Rmax=2.487kN
正常使用极限状态:
Rmax'=1.798kN
六、工作状态立杆验算
立杆截面类型(mm)
Ф48×3.2
立杆允许长细比[λ]
210
立杆回转半径i(cm)
1.59
立杆截面面积A(cm2)
4.5
立杆抗压、弯强度设计值[f](N/mm2)
300
立杆计算长度系数μ
1.45
架体稳定允许高宽比[Ж]
3
立杆钢材等级
Q345
1、长细比验算
l0=μh=1.45×1500=2175mm
查表得:
φ=0.276
λ=l0/i=2175/15.9=136.792≤[λ]=210
满足要求!
2、立杆轴力计算
将活荷载乘以活荷载组合系数φc=0.9,重新带入第四-六步计算,即得横杆传递至立杆的支座反力Rmax=2.256kN
N=Rmax+γ0γGgkH=2.256+1×1.2×0.17×4.5=3.174kN
3、可刹脚轮验算
N=3.174kN≤[N]=20kN
满足要求!
4、立杆稳定性计算
Mw=γ0γQφcωk×max[la,lb]h2/10=1×1.4×0.9×0.068×max[1.2,0.9]×1.52/10=0.023kN.m
σ=N/(φA)+Mw/W=3.174×103/(0.276×4.5×102)+0.023×106/4.55×103=30.642N/mm2≤[f]=300N/mm2
满足要求!
5、架体高宽比
实际高宽比Ж=H/min[nla,mlb]=4.5×103/min[3×1200,2×900]=2.5≤[Ж]=3
6、施工过程抗倾覆验算
计算简图如下:
在操作平台上施工过程中,需进行倾覆验算,
倾覆力矩MT由风荷载W和考虑施工过程中未预见因素产生的水平荷载F产生:
W=ωknlaH=0.068×3×1.2×4.5=1.102kN
F=Q3knla=0.2×3×1.2=0.72kN
MT=γQφc(WH/2+FH)=1.4×0.9×(1.102×4.5/2+0.72×4.5)=7.205kN·m
抗倾覆力矩MR由操作平台自重G承担:
G=gknmH+G1knlamlb=0.17×3×2×4.5+0.3×3×1.2×2×0.9=6.534kN
MR=γ0γGG(mlb/2+Bsinθ)=1×0.9×6.534×(2×0.9/2+1.2×sin135°)=10.282kN·m
MT=7.205kN·m≤MR=10.282kN·m
满足要求!
七、非工作状态立杆验算
1、立杆轴力计算
未知因素等带来的附加轴力(nla=3×1200=3600>mlb=2×900=1800,取平台纵向验算)
F=γ0φcγQQ2kla=1×0.9×1.4×0.1×1.2=0.151kN
最大附加轴力N1=3FH/[(I+1)mlb]=3×0.151×4.5/[(0+1)×2×0.9]=1.134kN
N=N1+γ0γG(gkH+lalbG1k)=1.134+1×1.2×(0.17×4.5+1.2×0.9×0.3)=2.441kN
2、脚轮验算
N=2.441kN≤[N]=20kN
满足要求!
3、立杆稳定性计算
l0=μh=1.45×1500=2175mm
λ=l0/i=2175/15.9=136.792
查表得:
φ=0.276
σ=N/(φA)=2.441×103/(0.276×4.5×102)=19.652N/mm2≤[f]=300N/mm2
满足要求!
4、行进状态抗倾覆验算
计算简图如下:
在操作平台上移动过程中,需进行倾覆验算,
倾覆力矩MT由风荷载W和考虑地面平整度、脚手架移动速度等不合要求的未预见因素产生的水平荷载F产生:
W=ωknlaH=0.068×3×1.2×4.5=1.102kN
F=Q2knla=0.1×3×1.2=0.36kN
MT=γQφc(WH/2+FH)=1.4×0.9×(1.102×4.5/2+0.36×4.5)=5.164kN·m
抗倾覆力矩MR由操作平台自重G承担:
G=gknmH+G1knlamlb=0.17×3×2×4.5+0.3×3×1.2×2×0.9=6.534kN
MR=γ0γGG(mlb/2)=1×0.9×6.534×(2×0.9/2)=5.293kN·m
MT=5.164kN·m≤MR=5.293kN·m
满足要求!
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