悬挑脚手架计算文档格式.docx
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0.938,0.65
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.212,0.147
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
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×
1.5/(1+1))+1.4×
3×
1.5/(1+1)=3.505kN/m
正常使用极限状态
q'
=(0.033+Gkjb×
la/(n+1))+Gk×
la/(n+1)=(0.033+0.35×
1.5/(1+1))+3×
1.5/(1+1)=2.546kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[3.505×
0.82/8,3.505×
0.12/2]=0.28kN·
m
σ=Mmax/W=0.28×
106/4490=62.449N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=max[5q'
lb4/(384EI),q'
a14/(8EI)]=max[5×
2.546×
8004/(384×
206000×
107800),2.546×
1004/(8×
107800)]=0.611mm
νmax=0.611mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[800/150,10]=5.333mm
3、支座反力计算
Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=3.505×
(0.8+0.1)2/(2×
0.8)=1.774kN
Rmax'
=q'
(lb+a1)2/(2lb)=2.546×
0.8)=1.289kN
四、纵向水平杆验算
由上节可知F1=Rmax=1.774kN
0.033=0.04kN/m
由上节可知F1'
=Rmax'
=1.289kN
=0.033kN/m
弯矩图(kN·
m)
σ=Mmax/W=0.472×
106/4490=105.217N/mm2≤[f]=205N/mm2
变形图(mm)
νmax=2.316mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm
Rmax=2.106kN
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:
横向水平杆:
Rmax=1.774kN≤Rc=0.9×
8=7.2kN
纵向水平杆:
Rmax=2.106kN≤Rc=0.9×
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+(0.8+0.1)×
1/2×
0.033/1.8)×
19=2.438kN
单内立杆:
NG1k=2.438kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
NG2k1=(H/h+1)×
la×
(lb+a1)×
Gkjb×
1/1/2=(19/1.8+1)×
1.5×
(0.8+0.1)×
0.35×
1/1/2=2.73kN
1/1表示脚手板1步1设
NG2k1=2.73kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
NG2k2=(H/h+1)×
Gkdb×
1/1=(19/1.8+1)×
0.17×
1/1=2.947kN
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×
19=0.285kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.73+2.947+0.285=5.962kN
NG2k=NG2k1=2.73kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×
(njj×
Gkjj)/2=1.5×
(1×
3)/2=2.025kN
内立杆:
NQ1k=2.025kN
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×
(2.438+5.962)+0.9×
2.025=12.631kN
(2.438+2.73)+0.9×
2.025=8.753kN
七、立杆稳定性验算
立杆计算长度系数μ
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
三步两跨
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=3.119m
长细比λ=l0/i=3.119×
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=2.438+5.962+2.025=10.425kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×
(2.438+5.962)+1.4×
2.025=12.915kN
σ=N/(φA)=12914.81/(0.188×
424)=162.018N/mm2≤[f]=205N/mm2
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×
1.4NQ1k=1.2×
(2.438+5.962)+0.9×
Mw=0.9×
Mwk=0.9×
ωklah2/10=0.9×
0.147×
1.82/10=0.09kN·
σ=N/(φA)+Mw/W=12631.31/(0.188×
424)+90016.92/4490=178.51N/mm2≤[f]=205N/mm2
八、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×
h×
2×
la=1.4×
0.212×
1.8×
1.5=4.808kN
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)=(4.808+3)×
103/(0.896×
424)=20.553N/mm2≤0.85×
[f]=0.85×
205N/mm2=174.25N/mm2
Nlw+N0=4.808+3=7.808kN≤0.9×
12=10.8kN
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
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
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)
20
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)
200
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
2000
梁/楼板混凝土强度等级
C30
二、梁板参数
边梁截面尺寸(mm)[宽×
高]
500×
800
楼板厚度(mm)
120
保护层厚度(mm)
梁:
25,板:
15
计算跨度lo(mm)
5400,板:
3000
板底部平行主梁方向钢筋
Φ8@180HRB400
板底部垂直主梁方向钢筋
板顶部平行主梁方向钢筋
板顶部垂直主梁方向钢筋
梁截面底部贯通纵筋
4Φ25(1排)HRB400
梁截面顶部贯通纵筋
7Φ25(1排)HRB400
梁中箍筋
Φ10@200HRB400
(2)
钢筋混凝土梁板自重标准值Gk(kN/m3)
25
楼面均布活荷载Qk(kN/m2)
2
三、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
否
下撑
1160
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)
10.42
12.91
400
1200
附图如下:
平面图
四、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
主梁材料规格
18号工字钢
主梁截面积A(cm2)
30.6
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1660
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
185
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.241
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=0.241=0.241kN/m
第1排:
F'
1=F1'
/nz=10.42/1=10.42kN
第2排:
2=F2'
荷载设计值:
gk=1.2×
0.241=0.289kN/m
F1=F1/nz=12.91/1=12.91kN
F2=F2/nz=12.91/1=12.91kN
1、强度验算
σmax=Mmax/W=20.882×
106/185000=112.874N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=26.181×
1000×
[94×
1802-(94-6.5)×
158.62]/(8×
16600000×
6.5)=25.618N/mm2
τmax=25.618N/mm2≤[τ]=125N/mm2
3、挠度验算
νmax=6.234mm≤[ν]=2×
lx/250=2×
1250/250=10mm
4、支座反力计算
R1=-10.152kN,R2=36.911kN
五、悬挑主梁整体稳定性验算
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)=20.882×
106/(0.929×
185×
103)=121.501N/mm2≤[f]=215N/mm2
六、锚固段与楼板连接的计算
压环钢筋1
压环钢筋2
1、压环钢筋验算如下
锚固点压环钢筋受力:
N/2=10.152/2=5.076kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=10.152×
103/(3.14×
202)=8.079N/mm2≤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
2、主梁锚固点部位楼板负弯矩配筋计算
楼板简化为简支板承受跨中集中荷载,跨度取主梁内锚固点所在板平行主梁方向的净跨;
楼板自重、楼面活荷载等有利荷载,作为安全储备不予考虑。
集中荷载设计值N1=R1=-10.152kN
锚固压点处楼板负弯矩数值:
Mmax=N1l0/4=-10.152×
3/4=-7.614kN·
公式
参数剖析
αs=Mmax/(α1fcbh02)=7.614×
106/(1×
14.3×
1012)=0.052
α1
系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法确定;
fc
混凝土轴心抗压强度设计值;
可按本规范表4.1.4-1取值
b
计算宽度:
b=1000mm
h0
截面有效高度:
h0=120-15-8/2=101mm
ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×
0.052)1/2=0.054
αs
截面抵抗矩系数
γs=1-ξ/2=1-0.054/2=0.973
ξ
相对受压区高度
As=Mmax/(γsfyh0)=7.614×
106/(0.973×
360×
101)=215.174
Mmax
边梁弯矩数值
γs
力臂系数
fy
钢筋强度设计值,可按本规范表4.2.3-1取值
As≤[As]=π(d1/2)2×
b/a1=3.14×
(8/2)2×
1000/180=279.253mm2
3、边梁配筋及抗剪验算
梁自重:
q1=Gk×
h1×
b=25×
0.8×
0.5=10kN/m
板自重:
q2=Gk×
h2×
l0/2=25×
0.12×
3/2=4.5kN/m
均布荷载设计值:
q=1.2×
(q1+q2)+1.4×
Qk×
(b+l0/2)=1.2×
(10+4.5)+1.4×
(0.5+3/2)=23kN/m
集中荷载设计值N2=R2=36.911kN
1)、边梁配筋验算
弯矩图一(kN·
弯矩图二(kN·
边梁弯矩值为:
Mmax=max(M1,M2)=175.098kN·
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条:
αs=Mmax/(α1fcbh02)=175.098×
7522)=0.043
计算宽度:
b=500mm
h0=800-25-10-25/2-(1-1)×
25/2=752mm
0.043)1/2=0.044
γs=1-ξ/2=1-0.044/2=0.978
M1=A’fy(h0-as’)=3436.117×
(752-37.5)×
10-6=883.838kN.m
as’
受压区边缘至受压钢筋合力作用点距离as’=25+25/2+(1-1)×
25/2=37.5mm
A’
梁顶层钢筋界面面积:
A’=nπ(d/2)2=7×
3.142×
(25/2)2=3436.117mm2
As=(Mmax-M1)/(γsfyh0)=(175.098-883.838)×
106/(0.978×
752)=-2677.264mm2
As≤[As]=nπ(d/2)2=4×
3.14×
(25/2)2=1963.495mm2
2)、边梁抗剪验算
剪力图一(kN)
剪力图二(kN)
锚固压点处楼板负剪力数值为:
Vmax=max(V1,V2)=148.209kN
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.3.4条:
[V]=αcvftbh0+fyvAsv/sh0=(0.438×
1.43×
752+360×
157.08/200×
752)/1000=447.858kN
[V]
构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值
αcv
斜截面混凝土受剪承载力系数;
按本规范第6.3.4条的规定取值
ft
混凝土轴心抗拉强度设计值;
按本规范表4.1.4-2取值
fyv
箍筋的抗拉强度设计值,按本规范第4.2.3的规定采用
Asv
配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积
s
沿构件长度方向的箍筋间距
Vmax=148.209kN≤[V]=447.858kN
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