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计算书
目录
一、悬挑式扣件钢管脚手架计算书2
二、人货梯卸料平台计算22
三、地下室面板承载力验算(人货梯卸料平台部分)35
四、塔吊悬挑卸料平台计算36
一、悬挑式扣件钢管脚手架计算书
计算依据:
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
架体验算
一、脚手架参数
脚手架设计类型
装修脚手架
脚手板设计荷载(kN/m2)
2
同时施工作业层数
1
卸荷设置
有
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架架体高度H(m)
98.45
立杆步距h(m)
1.966
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.8
横向水平杆计算外伸长度a1(m)
0.15
内立杆离建筑物距离a(m)
0.45
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
钢筋网脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.1
脚手板铺设方式
1步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)
0.01
挡脚板类型
木挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.004
挡脚板铺设方式
1步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.12
横向斜撑布置方式
6跨1设
装修脚手架作业层数nzj
1
装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m2)
2
地区
广东佛山市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
风荷载体型系数μs
1.127
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.578,0.65
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.534,0.22
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
2
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+0.1×1.5/(2+1))+1.4×2×1.5/(2+1)=1.5kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.033+0.1×1.5/(2+1))+2×1.5/(2+1)=1.083kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[1.5×0.82/8,1.5×0.152/2]=0.12kN·m
σ=Mmax/W=0.12×106/4490=26.725N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×1.083×8004/(384×206000×107800),1.083×1504/(8×206000×107800)]=0.26mm
νmax=0.26mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[800/150,10]=5.333mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=1.5×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=0.846kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.083×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=0.611kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=0.846kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.611kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.347×106/4490=77.334N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=1.827mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.983kN
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=0.846kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
纵向水平杆:
Rmax=1.983kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
98.45
脚手架钢管类型
Ф48×3
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.12
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+0.15)×2/2×0.033/1.966)×98.45=13.398kN
单内立杆:
NG1k=13.398kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/1/2=(98.45/1.966+1)×1.5×(0.8+0.15)×0.1×1/1/2=3.639kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆:
NG2k1=3.639kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(98.45/1.966+1)×1.5×0.004×1/1=0.306kN
1/1表示挡脚板1步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×98.45=1.477kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=3.639+0.306+1.477=5.422kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=3.639kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×(lb+a1)×(nzj×Gkzj)/2=1.5×(0.8+0.15)×(1×2)/2=1.425kN
内立杆:
NQ1k=1.425kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
单外立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425=24.38kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(13.398+3.639)+0.9×1.4×1.425=22.24kN
七、钢丝绳卸荷计算
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
9
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)
15.19
钢丝绳绳夹数量
3
吊环设置
共用
吊环钢筋直径d(mm)
20
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)
1400
钢丝绳受力不均匀系数Kx
1.5
卸荷系数Kf
1
上部增加荷载高度(m)
5.9
脚手架卸荷次数
7
第N次卸荷
钢丝绳直径(mm)
卸荷点位置高度hx(m)
卸荷点净高hj(m)
钢丝绳上下吊点的竖向距离ls(m)
上吊点距内立杆下吊点的水平距离HS(mm)
上吊点距外立杆下吊点的水平距离HS(mm)
卸荷点水平间距HL(m)
1
14
17.1
11.8
2.95
450
1250
1.5
2
14
28.9
11.8
2.95
450
1250
1.5
3
14
40.7
11.8
2.95
450
1250
1.5
4
14
52.5
11.8
2.95
450
1250
1.5
5
14
64.3
11.8
2.95
450
1250
1.5
6
14
76.1
11.8
2.95
450
1250
1.5
7
14
87.9
10.55
2.95
450
1250
1.5
钢丝绳连接吊环作法(共用)
第1次卸荷验算
α1=arctan(ls/Hs)=arctan(2950/450)=81.327°
α2=arctan(ls/Hs)=arctan(2950/1250)=67.036°
钢丝绳竖向分力,不均匀系数KX取1.5
P1=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=1×1.5×22.24×11.8/98.45×1.5/1.5=3.999kN
P2=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=1×1.5×24.38×11.8/98.45×1.5/1.5=4.383kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=3.999/sin81.327°=4.045kN
T2=P2/sinα2=4.383/sin67.036°=4.76kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1,T2]=4.76kN
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×4.76/(2×15.19)=1个≤[n]=3个
满足要求!
钢丝绳:
查表得,钢丝绳破断拉力总和:
Fg=101kN
[Fg]'=α×Fg/k=0.85×101/9=9.539kN≥[Fg]=4.76kN
满足要求!
吊环最小直径dmin=(4A/π)1/2=(4×[Fg]/([f]π))1/2=4×4.76×103/(65π))1/2=10mm
d=20≥dmin
满足要求!
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
第1次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至4.76kN,吊环直径为20mm。
满足要求!
第2次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至4.76kN,吊环直径为20mm。
满足要求!
第3次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至4.76kN,吊环直径为20mm。
满足要求!
第4次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至4.76kN,吊环直径为20mm。
满足要求!
第5次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至4.76kN,吊环直径为20mm。
满足要求!
第6次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至4.76kN,吊环直径为20mm。
满足要求!
第7次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至4.256kN,吊环直径为20mm。
满足要求!
八、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
98.45
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
424
连墙件布置方式
两步两跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.966=2.949m
长细比λ=l0/i=2.949×103/15.9=185.472≤210
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.966=3.406m
长细比λ=l0/i=3.406×103/15.9=214.22
查《规范》表A得,φ=0.159
满足要求!
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
底部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N1=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx1+(1-Kf)
×(hx顶-hx1)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+1.4×1.425)
×(17.1+(1-1)×(87.9-17.1)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45=5.742KN
第1个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N2=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx2-hx1+(1-Kf)
×(hx顶-hx2)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+1.4×1.425)
×(28.9-17.1+(1-1)×(87.9-28.9)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.419KN
第2个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N3=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx3-hx2+(1-Kf)
×(hx顶-hx3)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+1.4×1.425)
×(40.7-28.9+(1-1)×(87.9-40.7)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.419KN
第3个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N4=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx4-hx3+(1-Kf)
×(hx顶-hx4)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+1.4×1.425)
×(52.5-40.7+(1-1)×(87.9-52.5)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.419KN
第4个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N5=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx5-hx4+(1-Kf)
×(hx顶-hx5)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+1.4×1.425)
×(64.3-52.5+(1-1)×(87.9-64.3)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.419KN
第5个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N6=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx6-hx5+(1-Kf)
×(hx顶-hx6)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+1.4×1.425)
×(76.1-64.3+(1-1)×(87.9-76.1)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.419KN
第6个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N7=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx7-hx6+(1-Kf)
×(hx顶-hx7)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+1.4×1.425)
×(87.9-76.1+(1-1)×(87.9-87.9)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.419KN
顶部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N8=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k)×(H-hx顶)/H
=(1.2×(13.398+5.422)+1.4×1.425)×(98.45-87.9)/98.45=2.634kN
单立杆轴心压力最大值N=max(N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8)=5.742KN
σ=N/(φA)=5742.33/(0.159×424)=85.178N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
底部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N1=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k)×(hx1+(1-Kf)
×(hx顶-hx1)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425)
×(17.1+(1-1)×(87.9-17.1)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45=5.696KN
第1个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N2=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k)×(hx2-hx1+(1-Kf)
×(hx顶-hx2)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425)
×(28.9-17.1+(1-1)×(87.9-28.9)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.383KN
第2个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N3=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k)×(hx3-hx2+(1-Kf)
×(hx顶-hx3)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425)
×(40.7-28.9+(1-1)×(87.9-40.7)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.383KN
第3个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N4=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k)×(hx4-hx3+(1-Kf)
×(hx顶-hx4)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425)
×(52.5-40.7+(1-1)×(87.9-52.5)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.383KN
第4个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N5=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k)×(hx5-hx4+(1-Kf)
×(hx顶-hx5)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425)
×(64.3-52.5+(1-1)×(87.9-64.3)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.383KN
第5个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N6=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k)×(hx6-hx5+(1-Kf)
×(hx顶-hx6)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425)
×(76.1-64.3+(1-1)×(87.9-76.1)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.383KN
第6个卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N7=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k)×(hx7-hx6+(1-Kf)
×(hx顶-hx7)+max[5.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425)
×(87.9-76.1+(1-1)×(87.9-87.9)+max[5.9,(1-1)×10.55])/98.45
=4.383KN
顶部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N8=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k)×(H-hx顶)/H
=(1.2×(13.398+5.422)+0.9×1.4×1.425)×(98.45-87.9)/98.45=2.613kN
单立杆轴心压力最大值N=max(N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8)=5.696KN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.22×1.5×1.9662/10=0.161kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=5695.723/(0.159×424)+160713.186/4490=120.28N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
九、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
连墙件连接方式
焊接连接
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)
3
连墙件计算长度l0(mm)
1350
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3
连墙件截面面积Ac(mm2)
424
连墙件截面回转半径i(mm)
15.9
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
对接焊缝的抗拉、抗压强度[ft](N/mm2)
185
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.534×2×1.966×2×1.5=8.819kN
长细比λ=l0/i=1350/15.9=84.906,查《规范》表A.0.6得,φ=0.698
(Nlw+N0)/(φAc)=(8.819+3)×103/(0.698×424)=39.936N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求!
对接焊缝强度验算:
连墙件的周长lw=πd=3.142×48=150.796mm;
连墙件钢管的厚度t=3mm;
σ=(Nlw+N0)/(lwt)=(8.819+3)×103/(150.796×3)=26.126N/mm2≤ft=185N/mm2
满足要求!
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
5.3
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)
16
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
1450
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)
100
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1820
梁/楼板混凝土强度等级
C20
二、荷载布置参数
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)
1
4.73
5.742
550
1500
2
4.73
5.742
1350
1500
附图如下:
平面图
立面图
三、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
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)
206000
主梁允许挠度[ν](mm)
1/250
荷载标准值:
q'=gk=0.205=0.205kN/m
第1排:
F'1=F1'/nz=4.73/1=4.73kN
第2排:
F'
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