型钢悬挑脚手架Word下载.docx
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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
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
地区
浙江湖州市
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
1.132
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)
0.478,0.331
计算简图:
立面图
侧面图
三、横向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
横向水平杆在上
纵向水平杆上横向水平杆根数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×
la/(n+1))+1.4×
Gk×
la/(n+1)=1.2×
(0.033+0.35×
1.3/(2+1))+1.4×
3×
1.3/(2+1)=2.042kN/m
正常使用极限状态
q'
=(0.033+Gkjb×
la/(n+1))+Gk×
la/(n+1)=(0.033+0.35×
1.3/(2+1))+3×
1.3/(2+1)=1.485kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[2.042×
0.852/8,2.042×
0.152/2]=0.184kN·
m
σ=Mmax/W=0.184×
106/4490=41.072N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=max[5q'
lb4/(384EI),q'
a14/(8EI)]=max[5×
1.485×
8504/(384×
206000×
107800),1.485×
1504/(8×
107800)]=0.455mm
νmax=0.455mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[850/150,10]=5.667mm
3、支座反力计算
Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=2.042×
(0.85+0.15)2/(2×
0.85)=1.201kN
Rmax'
=q'
(lb+a1)2/(2lb)=1.485×
0.85)=0.874kN
四、纵向水平杆验算
由上节可知F1=Rmax=1.201kN
0.033=0.04kN/m
由上节可知F1'
=Rmax'
=0.874kN
=0.033kN/m
弯矩图(kN·
m)
σ=Mmax/W=0.423×
106/4490=94.187N/mm2≤[f]=205N/mm2
变形图(mm)
νmax=1.682mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1300/150,10]=8.667mm
Rmax=2.779kN
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
扣件抗滑承载力验算:
横向水平杆:
Rmax=1.201kN≤Rc=1×
7=7kN
纵向水平杆:
Rmax=2.779kN≤Rc=1×
六、荷载计算
脚手架架体高度H
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+(lb+a1)×
n/2×
0.033/h)×
H=(0.12+(0.85+0.15)×
2/2×
0.033/1.8)×
13.5=1.87kN
单内立杆:
NG1k=1.87kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
NG2k1=(H/h+1)×
la×
(lb+a1)×
Gkjb×
1/1/2=(13.5/1.8+1)×
1.3×
(0.85+0.15)×
0.35×
1/1/2=1.934kN
1/1表示脚手板1步1设
NG2k1=1.934kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
NG2k2=(H/h+1)×
Gkdb×
1/1=(13.5/1.8+1)×
0.17×
1/1=1.879kN
1/1表示挡脚板1步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
NG2k3=Gkmw×
H=0.01×
13.5=0.176kN
构配件自重标准值NG2k总计
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.934+1.879+0.176=3.988kN
NG2k=NG2k1=1.934kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×
(njj×
Gkjj)/2=1.3×
(1×
3)/2=1.95kN
内立杆:
NQ1k=1.95kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
N=1.2×
(NG1k+NG2k)+0.9×
1.4×
NQ1k=1.2×
(1.87+3.988)+0.9×
1.95=9.486kN
(1.87+1.934)+0.9×
1.95=7.021kN
七、钢丝绳卸荷计算
钢丝绳不均匀系数α
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]
5
吊环设置
共用
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
10
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度(m)
6
脚手架卸荷次数N
第N次卸荷
卸荷点位置高度hx(m)
卸荷点净高hj(m)
钢丝绳上下吊点的竖向距离ls(m)
上吊点距内立杆下吊点的水平距离HS(mm)
上吊点距外立杆下吊点的水平距离HS(mm)
卸荷点水平间距HL(m)
3.4
10.1
200
1100
钢丝绳卸荷
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法(共用)
第1次卸荷验算
α=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/1100)=69.864°
钢丝绳竖向分力,不均匀系数KX取1.5
P2=Kf×
KX×
N×
hj(n+1)/H×
HL/la=0.8×
1.5×
9.486×
10.1/13.5×
1.3/1.3=8.516kN
钢丝绳轴向拉力
T2=P2/sinα2=8.516/sin69.864°
=9.071kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1,T2]=9.071kN
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×
9.071/(2×
15.19)=1个≤[n]=5个
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]×
103/(π×
de2/4)=9.071×
102/4)=115.492N/mm2≤[ft]=170N/mm2
Pg=k×
[Fg]/α=9×
9.071/0.85=96.043kN
钢丝绳最小直径dmin=(Pg/0.5)1/2=(96.043/0.5)1/2=13.86mm
吊环最小直径dmin=(4A/π)1/2=(4×
[Fg]/([f]π))1/2=4×
9.071×
103/(65π))1/2=18mm
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
第1次卸荷钢丝绳最小直径13.86mm,必须拉紧至9.071kN,吊环最小直径为18mm。
八、立杆稳定性验算
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
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×
1.8=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×
1.8=3.118m
长细比λ=l0/i=3.118×
103/15.9=196.132
查《规范》表A得,φ=0.188
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)×
(hx1+max[6,(1-Kf)×
hj顶])/H=(1.87+3.988+1.95)×
(3.4+max[6,(1-0.8)×
10.1])/13.5=5.436kN
单立杆的轴心压力设计值N=(1.2×
(NG1k+NG2k)+1.4×
NQ1k)×
hj顶])/H=(1.2×
(1.87+3.988)+1.4×
1.95)×
10.1])/13.5=6.795kN
σ=N/(φA)=6795.156/(0.188×
424)=85.246N/mm2≤[f]=205N/mm2
组合风荷载作用
(NG1k+NG2k)+0.9×
(1.87+3.988)+0.9×
10.1])/13.5=6.605kN
Mw=0.9×
Mwk=0.9×
ωklah2/10=0.9×
0.331×
1.82/10=0.176kN·
σ=N/(φA)+Mw/W=6605.067/(0.188×
424)+175665.672/4490=121.985N/mm2≤[f]=205N/mm2
九、连墙件承载力验算
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)
连墙件计算长度l0(mm)
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
连墙件截面面积Ac(mm2)
连墙件截面回转半径i(mm)
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
连墙件与扣件连接方式
双扣件
Nlw=1.4×
ωk×
2×
h×
la=1.4×
0.478×
1.8×
1.3=6.264kN
长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896
(Nlw+N0)/(φAc)=(6.264+3)×
103/(0.896×
424)=24.385N/mm2≤0.85×
[f]=0.85×
205N/mm2=174.25N/mm2
Nlw+N0=6.264+3=9.264kN≤1×
10.5=10.5kN
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
23.5
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距(mm)
1300
主梁与建筑物连接方式
预埋
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
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
上拉
1150
3300
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)
5.44
6.8
300
附图如下:
平面图
三、主梁验算
主梁材料类型
槽钢
主梁合并根数nz
主梁材料规格
16号槽钢
主梁截面积A(cm2)
25.15
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
934.5
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
116.8
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.197
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)
主梁允许挠度[ν](mm)
1/250
荷载标准值:
=gk=0.197=0.197kN/m
第1排:
F'
1=F1'
/nz=5.44/1=5.44kN
第2排:
2=F2'
荷载设计值:
gk=1.2×
0.197=0.237kN/m
F1=F1/nz=6.8/1=6.8kN
F2=F2/nz=6.8/1=6.8kN
1、强度验算
σmax=Mmax/W=1.351×
106/116800=11.563N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=6.336×
1000×
[65×
1602-(65-8.5)×
1402]/(8×
9345000×
8.5)=5.55N/mm2
τmax=5.55N/mm2≤[τ]=125N/mm2
3、挠度验算
νmax=0.02mm≤[ν]=2×
lx/250=2×
1250/250=10mm
4、支座反力计算
R1=6.336kN,R2=7.564kN
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)
14
主梁拉环直径d(mm)
20
焊缝厚度he(mm)
焊缝长度lw(mm)
角焊缝强度设计值ftw(N/mm2)
160
钢丝绳连接吊环作法
上拉杆件角度计算:
α1=arctanL1/L2=arctan(3300/1050)=72.35°
上拉杆件支座力:
RS1=nzR2=1×
7.564=7.564kN
主梁轴向力:
NSZ1=RS1/tanα1=7.564/tan72.35°
=2.407kN
上拉杆件轴向力:
NS1=RS1/sinα1=7.564/sin72.35°
=7.937kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=7.937kN
钢丝绳:
查表得,钢丝绳破断拉力总和:
Fg=101kN
[Fg]=α×
Fg/k=0.85×
101/9=9.539kN≥NS=7.937kN
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×
9.539/(2×
15.19)=1个≤[n]=3个
σ=[Fg]/(π×
de2/4)=9.539×
102/4)=121.453N/mm2≤[ft]=170N/mm2
拉环验算:
σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×
9.539×
202)=15.182N/mm2≤[f]=65N/mm2
拉环详图(主梁为槽钢)
角焊缝验算:
τf=NS/(he×
lw)=7.937×
103/(10×
100)=7.937N/mm2≤ftw=160N/mm2
五、悬挑主梁整体稳定性验算
N=[(NSZ1)]/nz=[(2.407)]/1=2.407kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=1.351×
106/(1.05×
116.8×
103)+2.407×
103/2515=11.969N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
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,按照下式计算:
φb=(570tb/lh)×
(235/fy)=570×
10×
65×
235/(1050×
160×
235)=2.21
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0.94。
σ=Mmax/(φbWx)=1.351×
106/(0.942×
103)=12.273N/mm2≤[f]=215N/mm2
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