扣件式钢管脚手架设计计算书.docx
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扣件式钢管脚手架设计计算书
扣件式钢管脚手架设计计算书
本工程建筑装修结构用扣件式双排脚手架,ΣQK2,建筑物层高二层,三、四、五、六层为,脚手架搭设高度1,W02,地面粗糙度为B类,脚手架背靠建筑物为砖混,木脚手板,Q235、Φ48×2,网目2400目/100cm22。
一、槽钢作扣件式钢管脚手架支撑计算
1、脚手架荷载计算
(1)、线荷载计算
结构荷载标准值3×
木脚手架0.35×
剪刀撑L=1.52+1.52=M
×2
×××2)××1.3+10×4
1.8
=340N/m2
高度按五层荷载计算,3.3××4+=16.1M
340×16.1×1.2=6.57KN
钢管脚手架自重300×16.13KN
荷载轴向计算求q:
(2)、抗弯强度计算
按集中荷载计算
×15.425×
×106
Q=—=———————= ×1000 (3)、按挠度计算 5qL45×1×14 W=——=———————= 384E1384××100000××1000 [120<3mm 满足要求 根据以上计算,故先取槽钢[12满足要求 螺栓选取M20=38200×1.4=21595N 钢丝绳选取6×19×11(绳直径)=61.3KN>21595N故满足要求。 二、脚手架设计计算书计算: 1、试确定脚手架的搭设尺寸,搭设尺寸尽量与开间、层高尺寸配合。 选择其h=1.5M,La=1.5M,Lb=1.05M,a1=0.3M,施工层上横向水平杆间距0.75m。 二、横向水平杆计算,按受均布荷载的简支梁计算。 (1)、线荷载计算: 标准值: qk=(Qk+Qp)·横向水平杆间距 =(3+0.35)× ×××3× (2)、抗弯强度计算: (采用q) 11 M=—qtb2=—×3.42×2 88 ×106×106 S=—=———————=——————— 3×103mm3 =122N/mm2 W为钢管的截面抵抗矩,查规范P50页附录B表B (3)、挠度计算: (采用qk)(不考虑悬挑部分,因如考虑,相反会减小了最大挠度,这样安全系数更大。 ) 5qktb4 5××(1.2)4 V=———=———————————— 384EI384××105××104 1200 =2.67mm<[V]=———=8mm 150 E为钢材的强度模量(弹性模量),查规范P13页表得 I为钢管的惯性矩,查规范P50页附录B表B得 1200mm [V]=l/150=—————=8mm 150mm 由于受弯构件的挠度V<[V],同时小于绝对挠度值10mm,达到了双控的目的,安全系数更大。 3、纵向水平杆的计算 (1)、荷载计算: ①作用于纵向水平杆的集中荷载的标准值: 1a1 FK=—qKtb(1+—)2=—××1.2(1+——)2 ②作用于纵向水平杆的集中荷载的设计值: 1a1 F=—qtb(1+——)2=—××1.2(1+——)2 2tb (2)、抗震强度计算: 先计算最大弯矩: Mmax×× 根据抗弯强度的计算公式: ×106 S=——=———————=167N/mm2 ×103mm3 则纵向水平杆的抗弯强度经验算达到安全要求。 (3)、扣件的抗滑移承载力计算: × =6.99KN<[R]=8KN [R]为直角扣件,旋转扣件的抗滑承载力设计值,查规范P14页表5.1.7得。 (4)、挠度计算: ktA3××103××103)3 V=—————=—————————————— 100EI100××105××104 1500 =3.59mm 150 同时小于受变扣件的绝对挠度值10mm。 通过计算纵向水平杆算定,达到安全要求。 4、立杆稳定计算: (1)、确定立杆的计算部位: 因本例以相同的步距(h),立杆纵距(ta)、立杆横距(tb)和连墙件在置(均为三步四跨)搭设脚手架,立杆的不利部位最可能在底部。 (2)、立杆轴力及弯矩计算: 1)轴力计算: —1 N=1.2(NG1K+NG2KΣNQK 先计算NG1K(为脚手架结构自重标准值产生的轴向力)。 查规范P48页得钢管每米立杆承受的结构自重标准值qk为0.124g,则NG1K=Hqk× 后计算NG2K(构配件自重标准值产生的轴向力) NG2K=脚手板+栏杆、挡脚板+安全网 ①脚手板: 查规范P102 则在计算长度1.5m范围内(立杆每边0.75m)的脚手板的面积为(tb+a1)× 则脚手板自重标准值产生的轴向力为 0.3(tb+a1)××0.5=0.3(1.2+0.3)××0.5= ② 则栏杆、挡脚板自重标准值产生的轴向力为: × ③2 则安全网自重标准值产生的轴向力为: 2×× 那么NG2K 再计算: ΣNQK为施工荷载(人员、器具、材料的自重),由于已知总荷载ΣQK=5KN/m2 则: 施工总荷载在计算长度1.5m范围内的轴向力为: 1 ΣNQK=(tb+a1)×ta.—.ΣQK 2 1 =(1.2+0.3)××—×5(施工荷载为内、外立杆平均分担) 2 则: N=1.2(NG1K+NG2KΣNQK × 组合风荷载时: 按式5.3.2-2计算: N=1.2(NG1K+NG2K×ΣNQK ××× 2)弯矩计算(MW) 作用于脚手架上面的水平风荷载标准值: WK=0.7us.uz.ω Ø 而Ø=Ø架+Ø网 Ø架查规范P49页表A3得Ø 10×10cm的透风面积2400× Ø网=1-——————————=1-————— 10×10cm的迎风面积面10×10×103 ∴Ø uz: 风压高度变化系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GBJ9)规定采用,由于地面粗糙度为B类,取uz=0.8(脚手架高度15m,uz=1.42) W0为已知为W02(风压) 则WK××××2 ×ktah2 根据: MW×WK=———————— 10 (已知)规范P17页(5.3.4) ××××2 =—————————————— 10 (3)计算长细比及ф 1)容许长细比计算: t0Kuh λ=—λ=——— II K为计算长度附加系数,规范要求取1 ××180 则λ=—————————=236.8<[λ]=210 1.58 (查规范P14页,表5.1.9)p0××180 查规范P51页附录C表C,得立杆系数φ (4)、验算立杆的: ×103 不组合风荷时: ——=————=252N/mm2 φ×489 (A查规范P50页,附录B表B为489mm2) 组合风荷时: ×106 ——+——=——————+—————=303N/mm2≈205N/mm2 Φa+W0.130××103 虽然大于钢材的强度设计值f=205N/mm2,但只要在误差5%范围内,均视为安全。 5、连墙件的计算: (1)、计算连墙件所随的水平力及扣件连接的抗滑承载力计算: Nl=Nlw+N0(规范P19页5) 由风荷载产生的连墙件的轴间力设计值,应接规范P19页5.4.2公式计算。 Nlw=1.4WK.Aw(由于本工程脚手架高度15m,按规范P27页,表6.4.1取竖向间距2h1,水平间距3t1) ∴×2 t1: 连墙件的水平间距h1: 连墙间的竖向间距 WK2在立杆稳定计算中已经求得。 ×× ∴Nl=7.54KN+N00的说明,双排架取N0=5KN) =7.54KN+5KN=12.5KN<2Rc=2×8KN=16KN (由于连墙杆采用直角扣件与脚手架的内外排立杆连接,连墙件杆与建筑物连接时,在建筑物的内、外墙面各加两个直角扣件扣牢,所以根据规范P14页,表5.1.7,直角扣件的承载力设计值为2倍的Rc,为2×8KN=16KN),故扣件连接抗滑承载力满足要求。 (2)、连墙杆稳定承载计算: 连墙杆采用Φ48×3.5mm钢管时,杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加的短钢管上,因此,连墙杆的计算长度可取脚手架距墙距离,取t0=0.5m=50cm l00.5×100(变成cm) 根据: 规范P16页λ=—=———————— i1.58cm =32<[λ]=150 [λ λ=32,查规范P51页,附录C表C得φ=0.912 ×1000(乘1000变为N) 则——=————————————=25N/mm2 φA0.912×489mm2 =205N/mm2(P13页表5.1.6) (A查规范P50页,附录B表B为A=489mm2) 故连墙杆稳定承载力满足要求。
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