香格里拉悬挑脚手架计算.docx
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香格里拉悬挑脚手架计算
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悬挑脚手架
设
计
计
算
书
深圳市中海建筑工程公司
二00六年三月十八日
第一章、悬挑架采用16#槽钢作悬挑梁的设计计算
此计算书适用本工程分段悬挑高度在40米以内的脚手架工程。
脚手架的承载力现按概率极限状态设计法的要求,采用分项系数设计表达式进行设计。
卸荷点高差取3.65m-0.25m=3.4m。
计算依据:
《建筑施工脚手架实用手册》
《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
1、脚手架荷载计算
、施工荷载取3.0KN/m2,同时作用于两层脚手架上。
纵向水平杆受均布荷载:
qk=3.0×0.8/2
=1.2KN/m
立杆受轴力:
NQK=3.0×2×1.5×0.8/2
=3.6KN
、计算脚手架风压
由于每段脚手架有两次卸荷,最高的一段脚手架38米,即每次卸荷时脚手架高度为19米,按10步架高,当拉设卸荷钢丝绳时,外架已搭设到第十九步架,故取每段脚手架步数为19步,即每段架高取为19×1.8=34.2m。
按最上段脚手架标高约200米,计算风压:
Wk=0.7μsμzwo
μs=1.3
,对于2000目/cm2的安全网
=0.5;
基本风压按0.7KN/m2取值;
μz按大城市市区取值如下:
200m处:
μz=2.36
150m处:
μz=2.11
110m处:
μz=1.85
77m处:
μz=1.61
∴200m处:
Wk=0.7×1.3×0.5×2.36×0.7=0.75KN/m
∴150m处:
Wk=0.7×1.3×0.5×2.11×0.7=0.67KN/m
∴110m处:
Wk=0.7×1.3×0.5×1.85×0.7=0.59KN/m
∴77m处:
Wk=0.7×1.3×0.5×1.61×0.7=0.51KN/m
按最高的标高计算风荷载:
则Mwk=wklah2/10=0.75×1.5×1.82/10
=0.365KNm
、恒荷载
脚手架结构自重标准值
NG1K=H×gk=34.2×0.1284=4.39KN
脚手架构配件自重标准值如下表
名称
单位重量
数量(每步每跨)
荷载
焊接网片脚手板
0.1KN/m2
0.8×1.5m2
0.12KN
安全网
0.005KN/m2
1.8×1.5m2
0.0135KN
栏杆及挡脚板
0.11KN/m
1.5m
0.165KN
合计
0.2985KN
19步总计
5.67KN
每根立杆受力:
NG2K=5.67/2=2.84KN
纵向横杆受恒荷载pk=0.8/2×0.1+0.0384=0.078KN/m
2、可搭设高度计算
立杆计算长度:
lo=kμh=1.155×1.5×1.8
=3.118m
长细比λ=lo/i=3118/15.8=197
稳定系数
=0.186
无风荷载下的可搭设高度为
Hs=
=
=63.1m
组合风荷载时可搭设高度为
Hs=
=
=47m
可搭设高度
[H]=
=
=44.8
取[H]=40m>34.2m
搭设高度符合要求。
3、脚手架受力计算
水平杆计算
钢筋网片放置于纵向水平杆上,其所受线荷载为:
q=1.2pk+1.4qk=1.2×0.078+1.4×1.2
=1.8KN/m
M=ql2/10=1.8×1.52/10=0.405KNm
σ=M/W=0.405×106/5080
=79.7MPa<205MPa=f
挠度验算
ν=0.677×
=
=2.54mm
[ν]=1500/150=10mm>ν=2.54mm
横向水平杆验算同上,符合要求。
故水平杆符合要求。
水平杆扣件计算
纵向水平杆与立杆连接处,扣件受力为:
ql=1.8×1.5=2.7KN<8KN
符合要求。
立杆验算
不组合风荷载时:
N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQK
=1.2×(4.39+2.84)+1.4×3.6
=13.7KN
=
=151MPa 组合风荷载时: Mw=0.85×1.4×0.365=0.434KNm N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4×0.85×NQK =1.2×(4.39+2.84)+1.4×0.85×3.6 =12.6KN = =201MPa<f=205MPa 架顶风荷载Mw=0.85×1.4×0.75×1.5×1.82/10 =0.434KNm =0+ =85.4MPa 立杆符合要求 、连墙件计算(采用双扣件连接) 每个连墙件的最大受风荷载面积: Aw=2×1.5×3.4=10.2m2<40m2 符合规范要。 顶段风荷载产生底连墙件轴力设计值为: Nlw=1.4wkAw=1.4×0.75×2×1.5×3.4 =10.7KN Nl=Nlw+NO=10.7+5 =15.7KN<2×8=16KN 底段风荷载产生底连墙件轴力设计值为: Nlw=1.4wkAw=1.4×0.51×3×1.5×3.4 =10.93KN Nl=Nlw+NO=10.93+5 =15.93KN<2×8=16KN 连墙件符合要求。 第二章、悬挑架底部采用16#槽钢设计计算 一、槽钢内力验算 1)钢丝绳抗拉强度验算 由上面计算简图可知,外排钢丝绳受力最不利,为方便计算,仅计算外排钢丝绳受力满足要求即可。 T=F×√1.62+3.42/3.4=13.7×3.76÷3.4 =15.2kN<114.5KN(Ф14钢丝绳最小破断拉力查表可得), 其安全系数K=114.5/15.2=7.5倍,满足要求。 为增强主节点抗滑力,在所有钢丝绳所兜的主节点处紧邻节点直角扣件上方立杆上再扣一个抗滑扣件,以确保立杆轴心力能有效传递给斜拉钢丝绳。 2)悬挑梁内力验算 悬挑梁采用16#槽钢,其截面特性为: 截面面积21.96×102mm2,截面抵抗矩W=108×103mm3,回转半径ix=6.28×10mm,iy=1.83×10mm。 ①槽钢轴心压力稳定性验算 N/φA≤f钢材的抗压强度设计值f=205N/mm2;长细比: λ=1.27×L/i=1.27×2500/18.3=173;经上述计算可得: λ=173,《建筑结构常用数据手册(下)》查表5.5-2槽钢为b类型截面,查表5.5-5得稳定系数φ=0.235 槽钢受到内外钢丝绳传来的水平压力为: N=F×1600÷3400×2=13.7×1600÷3400×2 =20kN N/φA=20×1000/0.235×108×102 =7.8N/mm2<205N/mm2,槽钢受压稳定性满足要求。 ②抗滑力验算 槽钢受到钢丝绳水平压力,经上述计算为N=20kN,通过以上措施可确保防止槽钢转动和滑移;在槽钢尾端设计有两道钢筋环固定,并与槽钢焊接固定,可有效防止槽钢转动和滑移。
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