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脚手架计算书
满堂支撑架计算书
计算依据:
1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210—2016
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
3、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
6、《钢结构设计规范》GB50017—2003
一、架体参数
脚手架安全等级
一级
结构重要性系数γ0
1、1
满堂支撑架得宽度B(m)
6
满堂支撑架得长度L(m)
12
满堂支撑架得高度H(m)
12
脚手架钢管类型
Φ48×2、5
立杆布置形式
单立杆
纵横向水平杆步距h(m)
1、5
立杆纵距la(m)
0、9
立杆横距lb(m)
0、9
立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点得长度a(m)
0、2
剪刀撑设置
满足规范要求
二、荷载参数
每米钢管自重g1k(kN/m)
0、028
脚手板类型
冲压钢脚手板
脚手板自重标准值g2k(kN/m2)
0、3
栏杆、挡脚板类型
栏杆、冲压钢脚手挡板
挡脚板自重标准值g3k(kN/m)
0、16
密目式安全立网自重标准值g4k(kN/m2)
0、1
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0、167
材料堆放荷载g5k(kN/m2)
3、3
施工均布荷载qk(kN/m2)
3
平台上得集中力F1(kN)
2
支架外侧竖向封闭栏杆高度Hm(mm)
1200
风荷载参数:
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
省份
山东
0、3
ωk=ω0μzμst=0、046
地区
临沂
风荷载高度变化系数μz
地面粗糙度
B类(城市郊区)
1、052
模板支架顶部离建筑物地面高度(m)
12
风荷载体型系数μs
单榀模板支架μst
0、146
整体模板支架μstw
0、661
ωfk=ω0μzμstw=0、209
竖向封闭栏杆μs
1
ωmk=ω0μzμs=0、316
三、设计简图
搭设示意图:
平面图
侧立面图
四、板底纵向支撑次梁验算
次梁增加根数n4
2
材质及类型
钢管
截面类型(mm)
Φ48×2、5
次梁抗弯强度设计值f(N/mm2)
205
次梁截面惯性矩I(cm4)
9、28
次梁抗剪强度设计值τ(N/mm2)
125
次梁截面抵抗矩W(cm3)
3、86
次梁弹性模量E(N/mm2)
206000
次梁自重标准值Nc(kN/m)
0、028
次梁验算方式
三等跨连续梁
G1k=Nc=0、028kN/m;
G2k=g2k×lb/(n4+1)=0、3×0、9/(2+1)=0、09kN/m;
G3k= g5k×lb/(n4+1)=3、3×0、9/(2+1)=0、99kN/m;
Q1k=qk×lb/(n4+1)=3×0、9/(2+1)=0、9kN/m;
1、强度验算
板底支撑钢管按均布荷载作用下得三等跨连续梁计算。
满堂支撑架平台上无集中力
q=γ0×max[1、2(G1k+G2k+G3k)+1、4×Q1k,1、35(G1k+G2k+G3k)+1、4×0、7×Q1k]=1、1×max[1、2×(0、028+0、09+0、99)+1、4×0、9,1、35×(0、028+0、09+0、99)+1、4×0、7×0、9]=2、849kN/m
q1=γ0×1、2×(G1k+G2k+G3k)= 1、1×1、2×(0、028+0、09+0、99)=1、463kN/m
q2=γ0×1、4×Q1k=1、1×1、4×0、9=1、386kN/m
计算简图
Mmax=0、100qll2+0、117q2l2=0、100×1、463×0、92+0、117×1、386×0、92=0、25kN·m
Rmax=1、100q1l+1、200q2l=1、100×1、463×0、9+1、200×1、386×0、9=2、945kN
Vmax=0、6q1la+0、617q2la=0、6×1、463×0、9+0、617×1、386×0、9=1、559kN
τmax=2Vmax/A=2×1、559×1000/357=8、734N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
σ=Mmax/W=0、25×106/(3、86×103)=64、767N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
满堂支撑架平台上增加集中力最不利计算
q2=1、4×F1=1、4×2=2、8kN
计算简图
弯矩图(kN·m)
Mmax=0、677kN·m
σ=Mmax/W=0、677×106/(3、86×103)=175、389N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
剪力图(kN)
Rmaxf=4、851kN
Vmaxf=3、218kN
τmax=2Vmax/A=2×3、218×1000/357=18、028N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
q'1=G1k+G2k+G3k=0、028+0、09+0、99=1、108kN/m
R’max=1、100q’1l=1、100×1、108×0、9=1、097kN
νmax=0、677q'1l4/(100EI)=0、677×1、108×(0、9×103)4/(100×2、06×105×9、28×104)=0、257mm≤min{900/150,10}=6mm
满足要求!
五、横向主梁验算
材质及类型
钢管
截面类型(mm)
Φ48×2、5
主梁抗弯强度设计值f(N/mm2)
205
主梁截面惯性矩I(cm4)
9、28
主梁抗剪强度设计值τ(N/mm2)
125
主梁截面抵抗矩W(cm3)
3、86
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁自重标准值Nz(kN/m)
0、028
主梁验算方式
三等跨连续梁
横向支撑钢管按照均布荷载与集中荷载作用下三等跨连续梁计算,集中荷载P取板底支撑钢管传递最大支座力.
满堂支撑架平台上无集中力
q=1、1×1、35×Nz=1、1×1、35×0、028=0、042kN/m
q’=Nz=0、028kN/m
p=Rmax/2=2、945/2=1、472kN
p’=R'max/2=1、097/2=0、548kN
计算简图
弯矩图(kN·m)
Mmax=0、357kN·m
σ=Mmax/W=0、357×106/(3、86×103)=92、487N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
剪力图(kN)
Rmaxf=3、378kN
Vmaxf=1、887kN
τmax=2Vmax/A=2×1、887×1000/357=10、571N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
变形图(mm)
νmax=0、406mm≤min{900/150,10}=6mm
满足要求!
满堂支撑架平台上增加集中力最不利计算
q=1、1×1、35×Nz=1、1×1、35×0、028=0、042kN/m
p=Rmax/2=2、945/2=1、472kN
p2=Rmaxf/2=4、851/2=2、425kN
计算简图
弯矩图(kN·m)
Mmax=0、494kN·m
σ=Mmax/W=0、494×106/(3、86×103)=127、979N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
剪力图(kN)
Rmaxf=4、112kN
Vmaxf=2、28kN
τmax=2Vmax/A=2×2、28×1000/357=12、773N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
六、可调托座验算
可调托座内主梁根数
2
可调托座承载力容许值[N]kN
30
按上节计算可知,可调托座受力
N=2×Rmax+F1=2×3、378+2=8、756kN≤[N]=30kN
满足要求!
七、立杆得稳定性验算
钢管类型
Φ48×2、5
立柱截面面积A(mm2)
357
立柱截面回转半径i(mm)
16、1
立柱截面抵抗矩W(cm3)
3、86
抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
次梁增加根数n4
2
立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点得长度a(m)
0、2
剪刀撑设置类型
满足规范要求
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0、167
立杆底部荷载:
NG1=gk×H+la×n4×Nc+lb×Nz=0、167×12+0、9×2×0、028+0、9×0、028=2、08kN
NG2=g2k×la×lb=0、3×0、9×0、9=0、243kN
l=max{la,lb}=max{0、9,0、9}=0、9m
NG3=g3k×l=0、16×0、9=0、144kN
NG4=g4k×l=0、1×0、9=0、09kN
NG5=g5k×la×lb=3、3×0、9×0、9=2、673kN
NQ1=qk×la×lb=3×0、9×0、9=2、43kN
NQ4=F1=2kN
支撑脚手架风线荷载标准值qwk=la×ωfk=0、9×0、209=0、188kN/m
风荷载作用在作业层栏杆上产生得水平力标准值Fwk=la×Hm×ωmk=0、9×1、2×0、316=0、341kN
支撑脚手架计算单元在风荷载作用下得倾覆力矩标准值Mok
Mok=0、5H2qwk+HFwk=0、5×122×0、188+12×0、341=17、639kN、m
立杆考虑风荷载造成得立杆附加轴力Nwtk,计算如下:
Nwtk=6n×Mok/[(n+1)(n+2)B]=6×7×17、639/[(7+1)×(7+2)×6]=1、715kN
不考虑立杆附加轴力时:
Nd1=γ0×max[1、2×(NG1+NG2+NG3+NG4+NG5)+1、4(NQ1+0、7 ×NQ4),1、35×(NG1+NG2+NG3+NG4+NG5)+0、7×1、4×(NQ1+NQ4)]=1、1×max[1、2×(2、08+0、243+0、144+0、09+2、673)+1、4×(2、43+0、7×2),1、35×(2、08+0、243+0、144+0、09+2、673)+0、7×1、4×(2、43+2)]=12、802kN
考虑立杆附加轴力时:
Nd2=Nd1+1、1×1、4×0、6×Nwtk=12、802+1、1×1、4×0、6×1、715=14、386kN
1、长细比验算
l0=h+2a=1500+2×200=1900mm
λ=l0/i=1900/16、1=118、012≤[λ]=210
满足要求!
2、立柱稳定性验算
查表得,φ=0、464
考虑风荷载
根据《规范》GB51210-2016第6、2、10~6、2、13条文说明,立杆产生得最大附加轴力与最大弯曲应力不发生在同一位置,
可视为不同时出现在所选择得计算单元内,因此,风荷载组合计算时,分别进行组合计算。
架体背风面,考虑立杆附加轴力,不考虑风荷载造成得弯曲应力:
σ=Nd2/(φA)=14、386×103/(0、464×357)=86、849N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
架体迎风面,不考虑立杆附加轴力,考虑风荷载造成得弯曲应力:
Mwd=γ0φwγQMwk=γ0φwγQ(ζ2wklah2)=1、1×0、6×1、4×(1×0、046×0、9×1、52/10)=0、009kN·m
σ=Nd1/(φA)+Mwd/W=12、802×103/(0、464×357)+0、009×106/3860=79、513N/mm2≤[σ]=205N/mm2
满足要求!
八、抗倾覆验算
参考《规范》GB51210—2016第6、2、17条:
B2la(gk1+ gk2)+2ΣGjkbj≥3γ0Mok
gk1—-均匀分布得架体面荷载自重标准值kN/m2
gk2--均匀分布得架体上部得模板等物料面荷载自重标准值kN/m2
Gjk——支撑脚手架计算单元上集中堆放得物料自重标准值kN
bj -—支撑脚手架计算单元上集中堆放得物料至倾覆原点得水平距离m
B2la(gk1+gk2)+2ΣGjkbj=B2la[qH/(la×lb)+la×n4×Nc+lb×Nz+g2k+g5k]+ 2×F1×B/2=62×0、9×[0、167×12/(0、9×0、9)+0、9×2×0、028+0、9×0、028+0、3+3、3]+2×2×6/2=211、249kN、m≥3γ0Mok =3×1、1×17、639=58、207kN、m
满足要求!
九、立杆支承面承载力验算
脚手架放置位置
混凝土楼板上
混凝土板厚度h(mm)
120
砼设计强度等级
C25
立杆底座面积A(m2)
2
1、抗冲切验算
楼板抗冲切承载力:
βh=1,ft=1、27N/mm2,σpc、m=1N/mm2,η=0、4+1、2/βs=0、4+1、2/2=1,ho=120-15=105mm,μm=4×(a+ho)=4×(1414、21+105)=6076、85mm
Fl=(0、7βhft+0、15σpc、m)ημmh0=(0、7×1×1、27×103+0、15×103×1)×1×0、74×0、105=80、730kN≥N=14、386kN
满足要求!
1、局部受压承载力验算
楼板局部受压承载力:
ω=0、75,βl=(Ab/Al)0、5=0、855,fcc=0、85×11、90=10、115N/mm2
Fl=ωβlfccA=0、75×0、855×10、115×103×2、00=12971、212kN≥N=14、386kN
满足要求!
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