426米落地式扣件钢管脚手架计算书 2Word文档下载推荐.docx
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大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×
0.190+0.10×
1.680)×
1.5002=0.412kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×
0.190+0.117×
1.5002=-0.485kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=0.485×
106/4491.0=108.000N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
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:
静荷载标准值q1=0.038+0.120=0.158kN/m
活荷载标准值q2=1.200kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×
0.158+0.990×
1.200)×
1500.04/(100×
2.06×
105×
107780.0)=2.953mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
二、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值P1=0.038×
1.500=0.058kN
0.800×
1.500/2=0.180kN
1.500/2=1.800kN
荷载的计算值P=1.2×
0.058+1.2×
0.180+1.4×
1.800=2.805kN
小横杆计算简图
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×
0.038)×
0.8002/8+2.805×
0.800/4=0.565kN.m
σ=0.565×
106/4491.0=125.743N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×
0.038×
800.004/(384×
2.060×
107780.000)=0.009mm
集中荷载标准值P=0.058+0.180+1.800=2.038kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=2037.600×
800.0×
800.0/(48×
107780.0)=0.979mm
最大挠度和
V=V1+V2=0.988mm
小横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!
三、扣件抗滑力的计算:
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
横杆的自重标准值P1=0.038×
0.800=0.031kN
荷载的计算值R=1.2×
0.031+1.2×
1.800=2.773kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
四、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容:
(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);
本例为0.1072
NG1=0.107×
42.600=4.569kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);
本例采用冲压钢脚手板,标准值为0.30
NG2=0.300×
12×
1.500×
(0.800+0.300)/2=2.970kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);
本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,标准值为0.16
NG3=0.160×
12/2=1.440kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);
0.010
NG4=0.010×
42.600=0.639kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.618kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到,活荷载标准值NQ=3.000×
2×
0.800/2=3.600kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.450
Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.000
Us——风荷载体型系数:
Us=1.075
经计算得到:
Wk=0.450×
1.000×
1.075=0.484kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.9×
1.4NQ
考虑到分段卸荷作用,经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:
N=(1.2×
9.618+0.9×
1.4×
3.600)/4×
1.50=6.029kN
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ
9.618+1.4×
1.50=6.218kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.9×
1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
la——立杆的纵距(m);
h——立杆的步距(m)。
经过计算得到风荷载产生的弯矩:
Mw=0.9×
0.484×
1.800×
1.800/10=0.296kN.m
五、立杆的稳定性计算:
0.卸荷计算[规范外内容,供参考]
卸荷吊点按照完全卸荷计算方法。
在脚手架全高范围内增加3吊点;
吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置;
以吊点分段计算。
计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配。
经过计算得到
α1=arctg[5.00/(0.80+0.30)]=1.354
α2=arctg[5.00/0.30]=1.511
最下面的立杆轴向力在考虑风荷载时为24.116kN和24.116kN。
最下面的立杆轴向力在不考虑风荷载时为24.872kN和24.872kN。
考虑荷载组合,各吊点位置处内力计算为(kN)
T1=25.47T2=24.92F1=5.47F2=1.49
其中T钢丝绳拉力,F钢丝绳水平分力。
所有卸荷钢丝绳的最大拉力为25.467kN。
选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于10.000×
25.467/0.850=299.608kN。
选择6×
19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径6.2mm。
不满足要求!
吊环强度计算公式为α=T/A<
[f]
其中[f]——吊环钢筋抗拉强度,《混凝土结构设计规范》2010中9.7.6规定[f]=65N/mm2;
A——吊环截面积,每个吊环按照两个截面计算。
经过计算得到,选择吊环的直径要至少(50933.280×
4/3.1416/65/2)1/2=25mm。
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=6.218kN;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
k——计算长度附加系数,取1.155;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×
1.800=3.118m;
A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;
λ——由长细比,为3118/16=196;
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.190;
σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
经计算得到:
σ=6218/(0.19×
424)=77.383N/mm2;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<
[f],满足要求!
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=6.029kN;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.296kN.m;
经计算得到σ=6029/(0.19×
424)+296000/4491=140.992N/mm2;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<
六、最大搭设高度的计算:
不考虑风荷载时,当立杆采用单管时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下列计算:
其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2K=5.049kN;
NQ——活荷载标准值,NQ=3.600kN;
gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.107kN/m;
经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=41.753米。
考虑风荷载时,当立杆采用单管时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下列计算:
NQ——活荷载标准值,NQ=3.600kN;
Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,Mwk=0.235kN.m;
经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=4.486米。
取上面两式计算结果的最小值,脚手架允许搭设高度[H]=4.486米。
七、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
Nl=Nlw+No
其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:
Nlw=1.4×
wk×
Aw
wk——风荷载标准值,wk=0.484kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:
Aw=3.60×
4.50=16.200m2;
No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);
No=3.000
经计算得到Nlw=10.971kN,连墙件轴向力计算值Nl=13.971kN
根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1=0.85Ac[f]
根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2=0.85φA[f]
其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.60的结果查表得到φ=0.95;
净截面面积Ac=4.24cm2;
毛截面面积A=18.10cm2;
[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf1=73.865kN
Nf1>
Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!
经过计算得到Nf=300.110kN
Nf2>
Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!
连墙件采用焊接方式与墙体连接,对接焊缝强度计算公式如下
其中N为连墙件的轴向拉力,N=13.971kN;
lw为连墙件的周长,取3.1416×
48.0=150.80mm;
t为连墙件的厚度,t=3.00mm;
ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度,取185.0N/mm2;
经过焊缝抗拉强度σ=13971.45/(150.80×
3.00)=30.88N/mm2。
对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!
连墙件对接焊缝连接示意图
八、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
pk≤fg
其中pk——脚手架立杆基础底面处的平均压力标准值,pk=Nk/A=52.87(kPa)
Nk——上部结构传至基础顶面的轴向力标准值Nk=9.62+3.60=13.22kN
A——基础底面面积(m2);
A=0.25
fg——地基承载力设计值(kN/m2);
fg=170.00
地基承载力设计值应按下式计算
fg=kc×
fgk
其中kc——脚手架地基承载力调整系数;
kc=1.00
fgk——地基承载力标准值;
fgk=170.00
地基承载力的计算满足要求!
九、脚手架配件数量匡算:
扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量,以适应构架时变化需要,因此按匡算方式来计算;
根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算:
L--长杆总长度(m);
N1--小横杆数(根);
N2--直角扣件数(个);
N3--对接扣件数(个);
N4--旋转扣件数(个);
S--脚手板面积(m2);
n--立杆总数(根)n=34;
H--搭设高度(m)H=42.6;
h--步距(m)h=1.8;
la--立杆纵距(m)la=1.5;
lb--立杆横距(m)lb=0.8;
长杆总长度(m)L=1.1×
42.6×
(34+1.5×
34/1.8-2×
1.5/1.8)=2842.84
小横杆数(根)N1=1.1×
(42.6/3.6+1)×
34=480
直角扣件数(个)N2=2.2×
(42.6/1.8+1)×
34=1845
对接扣件数(个)N3=2842.84/6=474
旋转扣件数(个)N4=0.3×
2842.84/6=143
脚手板面积(m2)S=1.1×
(34-2)×
1.5×
0.8=42.24
根据以上公式计算得长杆总长2842.84;
小横杆480根;
直角扣件1845个;
对接扣件474个;
旋转扣件143个;
脚手板42.24m2。
扣件脚手架计算满足要求!
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