扣件式钢管落地脚手架计算书2Word格式文档下载.docx
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25;
立杆纵距La(m):
1.5;
立杆横距Lb(m):
1.05;
横杆步距h(m):
1.8;
上部横杆根数n2:
2;
脚手板铺设层数n3:
5;
立杆底垫块面积A(m2):
0.2;
连墙件类型:
扣件连接;
连墙件布置方式:
二步三跨;
连墙件水平间距lw(m):
4.5;
连墙件垂直间距hw(mm4):
3.6;
连墙件长度b1(m):
0.4;
剪刀撑斜杆与地面的倾角a:
45;
剪刀撑跨越立杆根数n4:
6;
3、荷载参数
脚手板自重qj(kN/m2):
0.35;
栏杆、挡脚板自重qd(kN/m):
0.15;
安全网自重qa(kN/m2):
0.0014;
作业层施工均布荷载qs(kN/m2):
同时施工作业层数n1:
2;
脚手架状况:
全封闭;
连云港地区基本风压w0(kN/m2):
0.55;
4、其他参数
风压高度变化系数μz(查GB50009-2001表7.2.1)架高25m,地处B类(城市郊区)μz为:
1.42;
脚手架风荷载体型系数μs(查JGJ130-2001表4.2.4):
0.53;
风荷载标准值wk=0.7×
μs×
μz×
w0=0.292kN/m2;
立杆计算长度系数μ(查JGJ130-2001表5.3.3):
轴心受压构件稳定系数φ(查JGJ130-2001附录C):
0.245;
注:
计算长度l0=μ×
h=1.5×
1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7/0.0159=170
荷载分项系数(查GB50009-2001第8页)永久荷载γG:
1.2;
可变荷载γQ:
1.4;
地基承载力标准值fgk(kPa)地基为粘性土:
200;
脚手架地基承载力调整系数kc(查JGJ130-2001第20页)
工况为架底铺设混凝土及设置排水沟:
1;
5、材料种类说明
脚手板采用:
竹串片脚手板挡脚板采用:
栏杆,竹笆片脚手板挡板
安全网采用:
ML1.8×
6;
1.5kg
四、脚手架验算
本脚手架属于施工荷载由横向水平杆传递给立杆情况,荷载传递线路如下:
脚手板→纵向水平杆(大横杆)→横向水平杆(小横杆)→立杆→地基。
因此应对基础、连墙件、立杆、纵横向水平杆等进行验算。
1、纵向水平杆验算
纵向水平杆在横向水平杆的上面,纵向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度验算。
按照纵向水平杆上面的脚手板自重和施工作业均布荷载计算纵向水平杆的最大弯矩和挠度。
图1纵向水平杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2纵向水平杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
(1)荷载计算
均布荷载设计值(用于计算弯矩)
静荷载公式:
q纵静设=Lb/(n2+1)×
1.2×
qj+1.2×
qg
静荷载计算式:
q纵静设=1.05/(2+1)×
0.35+1.2×
0.0347≈0.189kN/m
活荷载公式:
q纵活设=Lb/(n2+1)×
1.4×
qs
活荷载计算式:
q纵活设=1.05/(2+1)×
2=0.98kN/m
均布荷载标准值(用于计算挠度)
q纵静标=Lb/(n2+1)×
qj+qg
q纵静标=1.05/(2+1)×
0.35+0.0347≈0.157kN/m
q纵活标=Lb/(n2+1)×
qs
q纵活标=1.05/(2+1)×
2=0.7kN/m
(2)最大弯矩计算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
跨中最大弯距计算公式如下:
公式:
Mmax=0.08×
q纵静设×
La2+0.1×
q纵活设×
La2
计算式:
M1max=0.08×
0.189×
1.52+0.1×
0.98×
1.52≈0.254kN.m
支座最大弯距计算公式如下:
M2max=-0.1×
La2-0.117×
M1max=-0.1×
1.52-0.117×
1.52≈-0.3kN.m
(3)抗弯强度验算
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大绝对值进行强度验算:
σ=Mmax/W
σ=0.3×
106/4730≈63.515N/mm2
结论:
纵向水平杆(大横杆)的受弯应力63.52N/mm2,小于钢管的抗弯强度205N/mm2,满足要求。
(4)挠度验算
ω=0.677×
q纵静标×
La4/(100×
E×
I)+0.99×
q纵活标×
I)
0.157×
15004/(100×
206000×
113600)+0.99×
0.7×
113600)≈1.729mm
[ω]=1500/150=10与10mm
纵向水平杆(大横杆)的挠度1.729mm,小于钢管的容许挠度10与10mm,满足要求。
2、横向水平杆(小横杆)验算
纵向水平杆在横向水平杆的上面,横向水平杆按照集中荷载加均布荷载作用下的简支梁梁,进行强度和挠度验算。
计算简图
集中荷载设计值(用于计算弯矩):
p横设=(q纵静设+q纵活设)×
La
p横设=(0.189+0.98)×
1.5≈1.753kN
均布荷载设计值(用于计算弯矩):
q横设=1.2×
q横设=1.2×
0.0347≈0.042kN/m
集中荷载标准值(用于计算挠度):
p横标=(q纵静标+q纵活标)×
La
p横标=(0.157+0.7)×
1.5≈1.286kN
均布标准值(用于计算挠度):
q横标=qg=0.0347kN/m
Mmax=q横设×
Lb2/8+p横设×
Lb/3
Mmax=0.042×
1.052/8+1.753×
1.05/3≈0.619kN.m
σ=0.619×
106/4730≈130.923N/mm2
横向水平杆(小横杆)的受弯应力130.92N/mm2,小于钢管的抗弯强度205N/mm2,满足要求。
ω=5×
q横标×
Lb4/(384×
I)+p横标×
(Lb/3)/(24×
I)×
[3×
Lb2-4×
(Lb/3)2]
0.0347×
10504/(384×
113600)+1.286×
103×
(1050/3)/(24×
113600)×
1050-4×
(1050/3)2≈2.281mm
[ω]=1050/150=7与10mm
横向水平杆(小横杆)的挠度2.281mm,小于钢管的容许挠度7与10mm,满足要求。
3、水平杆与立杆的连接扣件计算
(1)荷载计算设计值
p扣=(p横设×
n2+q横设×
Lb)/2
p扣=(1.753×
2+0.042×
1.05)/2≈1.77kN
(2)扣件数计算
考虑扣件抗滑力下降扣件实际抗滑力R取:
6kN
扣件数计算公式:
Nk=p扣/R
Nk=1.77/6≈1个
水平杆与立杆连接需要1个扣件,满足要求。
4、立杆稳定性验算
本脚手架工程采用单立管搭设需要对立杆落地处进行立杆稳定性计算。
扣件式钢管脚手架构件自重:
gk1={[La×
(n2/2+1)+Lb/2+h]×
qg+(n2/2+2)×
0.013}/h×
Hs
gk1={[1.5×
(2/2+1)+1.05/2+1.8]×
0.0347+(2/2+2)×
0.013}/1.8×
25≈3.11kN
脚手板自重计算公式:
gk2=qj×
La×
Lb×
n3/2
gk2=0.35×
1.5×
1.05×
5/2≈1.38kN
栏杆、挡脚板自重:
gk3=La×
qd×
n1
gk3=1.5×
0.15×
2=0.45kN
剪刀撑及安全网等自重:
gk4={La×
(n4-1)/cosa×
2/[La×
(n4-1)×
tana/h×
n4]×
qg+La×
h×
qa}/h×
gk4={1.5×
(6-1)/cos45°
×
2/[1.5×
(6-1)×
tan45°
/1.8×
6]×
0.0347+1.5×
1.8×
0.0014}/1.8×
25≈0.46kN
恒荷载计算公式:
NGK=gk1+gk2+gk3+gk4
NGK=3.11+1.38+0.45+0.46≈5.4kN
活荷载计算公式:
NQK=La×
n1×
qs/2
NQK=1.5×
2×
2/2=3.15kN
(2)立杆轴向力设计值及风荷载产生弯矩设计值计算
组合风荷载轴力计算公式:
N=1.2NGK+0.85×
1.4NQK
N=1.2×
5.4+0.85×
3.15≈10.22kN
不组合风荷载轴力计算公式:
N=1.2NGK+1.4NQK
5.4+1.4×
3.15≈10.88kN
风荷载产生弯矩设计值计算公式:
Mw=0.85×
1.4Wk×
h2/10
Mw=0.85×
0.292×
1.82/10≈0.169kN.m
(3)立杆稳定性验算
不组合风荷载应力计算公式:
σ=N/(φA)
σ=10.88×
103/(0.245×
450)≈98.73N/mm2
结论:
立杆所受最大应力98.73N/mm2,小于钢管的抗压强度205N/mm2,满足要求。
组合风荷载应力计算公式:
σ=N/(φA)+MW/W
σ=10.22×
103/(0.245×
450)+0.169×
106/4730≈128.39N/mm2
立杆所受最大应力128.39N/mm2,小于钢管的抗压强度205N/mm2,满足要求。
5、连墙件稳定性验算及扣件数量计算
风荷载产生轴向力设计值计算公式:
NLw=1.4×
Wk×
lw×
hw
NLw=1.4×
4.5×
3.6≈6.61kN
连墙件轴向力设计值计算公式:
Nl=NLw+N0
按JGJ130-2001规定脚手架平面外变形产生的轴向力N0=5kN
Nl=6.61+5≈11.61KN
(2)连墙件的计算长度及长细比计算
连墙件的计算长度公式:
l0=C
l0=0.4
连墙件的长细比计算公式:
λ=l0/I
λ=0.4/0.0159≈25
根据λ查《JGJ130-2001》附录C得轴心受压构件稳定系数:
φ=0.93
(3)连墙件稳定性验算
连墙件承受应力计算公式:
σ=Nl/(φA)
σ=11.61×
103/(0.93×
450)≈27.75N/mm2
连墙件的受压应力27.75N/mm2,小于连墙件钢管的容许抗压强度205N/mm2,满足要求。
(4)连墙件扣件数量计算
直角扣件标准抗滑承载力RC按6kN/个计算扣件数:
Nk=Nc/RC
Nk=11.61/6≈2个
连墙件与立杆连接需要2个扣件,满足要求。
6、地基承载力验算
关系式:
P≤fg
立杆传给地基的荷载:
P=N/A
P=10.88/0.2≈54.42kPa
地基承载力计算公式:
fg=kc×
fgk
fg=1×
200=200kPa
由于P≤fg,满足地基承载力要求。
7、脚手架配件用量计算
脚手架总长度为:
120m;
配件名称
配件数量
钢管总长度(m)
13485.29
钢管总重量(t)
47.74
6.5m长钢管根数
1892
1.45m长钢管根数
821
直角扣件数
6997
旋转扣件数
379
对接扣件数
脚手板面积(m2)
880.88
踢脚板长度(m)
243
安全网面积(m2)
3000
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