高层建筑工地钢管落地卸料平台施工方案计算书Word文档格式.doc
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1.基本参数
立杆横向间距或排距la(m):
0.90,立杆步距h(m):
1.50;
立杆纵向间距lb(m):
0.70,平台支架计算高度H(m):
50.00;
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):
0.10,平台底钢管间距离(mm):
300.00;
钢管类型:
Φ48×
3.5,扣件连接方式:
双扣件,取扣件抗滑承载力系数:
0.75;
2.荷载参数
脚手板自重(kN/m2):
0.300;
栏杆自重(kN/m):
0.150;
材料堆放最大荷载(kN/m2):
5.000;
施工均布荷载(kN/m2):
4.000;
3.地基参数
地基土类型:
素填土;
地基承载力标准值(kPa):
120.00;
立杆基础底面面积(m2):
0.25;
地基承载力调整系数:
1.00。
二、纵向支撑钢管计算
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面几何参数为
截面抵抗矩W=5.08cm3;
截面惯性矩I=12.19cm4;
纵向钢管计算简图
1.荷载的计算
(1)脚手板自重(kN/m):
q11=0.3×
0.3=0.09kN/m;
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m):
q12=5×
0.3=1.5kN/m;
(3)施工荷载标准值(kN/m):
p1=4×
0.3=1.2kN/m
2.强度验算
依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.2.4规定,纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和;
最大弯矩计算公式如下:
M=0.1q1l2+0.117q2l2
最大支座力计算公式如下:
N=1.1q1l+1.2q2l
均布恒载:
q1=1.2×
q11=1.2×
0.09=0.108kN/m;
均布活载:
q2=1.4×
1.2+1.4×
1.5=3.78kN/m;
最大弯距Mmax=0.1×
0.108×
0.92+0.117×
3.78×
0.92=0.367kN·
m;
最大支座力N=1.1×
0.9+1.2×
0.9=4.189kN;
最大应力σ=Mmax/W=0.367×
106/(5080)=72.24N/mm2;
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
纵向钢管的计算应力72.24N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度;
计算公式如下:
ν=0.667ql4/100EI
均布恒载:
qk=qll=0.09kN/m;
ν=0.677×
0.09×
9004/(100×
2.06×
105×
121900)=0.016mm;
纵向钢管的最大挠度为0.016mm小于纵向钢管的最大容许挠度900/150与10mm,满足要求!
三、横向支撑钢管计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力,P=4.189kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·
m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.698kN·
最大变形νmax=0.815mm;
最大支座力Qmax=10.573kN;
最大应力σ=137.355N/mm2;
横向钢管的计算应力137.355N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为0.815mm小于支撑钢管的最大容许挠度700/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.75,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.00kN;
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=10.573kN;
R<
12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×
50=6.455kN;
(2)栏杆的自重(kN):
NG2=0.15×
0.7=0.105kN;
(3)脚手板自重(kN):
NG3=0.3×
0.7×
0.9=0.189kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.749kN;
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载
经计算得到,活荷载标准值NQ=4×
0.9+5×
0.9=5.67kN;
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×
6.749+1.4×
5.67=16.037kN;
六、立杆的稳定性验算
立杆的稳定性计算公式:
σ=N/φAKH≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=16.037kN;
φ-------轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ-------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
KH----高度调整系数:
KH=1/(1+0.005×
(50-4))=0.813;
L0----计算长度(m);
如果完全参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001),由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1μh
(1)
l0=h+2a
(2)
k1----计算长度附加系数,取值为1.167;
μ----计算长度系数,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3;
μ=1.7;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;
a=0.1m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度L0=k1μh=1.167×
1.7×
1.5=2.976m;
L0/i=2975.85/15.8=188;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.203;
钢管立杆受压应力计算值;
σ=16036.8/(0.203×
489)=161.552N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=161.552N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
公式
(2)的计算结果:
L0/i=1700/15.8=108;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.53;
σ=16036.8/(0.53×
489)=61.878N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=61.878N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2--计算长度附加系数,按照表2取值1.118;
公式(3)的计算结果:
L0/i=2218/15.8=140;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.349;
σ=16036.8/(0.349×
489)=93.969N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=93.969N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则容易存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
七、立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×
kc=120kPa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=120kPa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=64.15kPa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=16.04kN;
基础底面面积:
A=0.25m2。
p=64.15kPa≤fg=120kPa。
地基承载力满足要求!
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