鲁山县医院型钢悬挑脚手架扣件式计算书2.docx
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鲁山县医院型钢悬挑脚手架扣件式计算书2.docx
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鲁山县医院型钢悬挑脚手架扣件式计算书2
型钢悬挑脚手架(扣件式)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
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
架体验算
一、脚手架参数
脚手架设计类型
其它用途脚手架
卸荷设置
有
脚手架搭设排数
双排脚手架
脚手架钢管类型
Φ48×2.8
脚手架架体高度H(m)
19.2
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.2
立杆横距lb(m)
0.85
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)
0.2
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
竹芭脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.1
脚手板铺设方式
3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
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
挡脚板铺设方式
3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
其他用途脚手架作业层数nqj
1
其他用途脚手架荷载标准值Gkqj(kN/m2)
1
地区
河南宝丰
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.35
风荷载体型系数μs
1.3
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
0.938,0.65
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.427,0.296
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)
101900
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4250
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.031+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.031+0.1×1.2/(2+1))+1.4×1×1.2/(2+1)=0.645kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.031+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.031+0.1×1.2/(2+1))+1×1.2/(2+1)=0.471kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[0.645×0.852/8,0.645×0.152/2]=0.058kN·m
σ=Mmax/W=0.058×106/4250=13.716N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×0.471×8504/(384×206000×101900),0.471×1504/(8×206000×101900)]=0.153mm
νmax=0.153mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[850/150,10]=5.667mm
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)=0.645×(0.85+0.15)2/(2×0.85)=0.38kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=0.471×(0.85+0.15)2/(2×0.85)=0.277kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=0.38kN
q=1.2×0.031=0.037kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.277kN
q'=0.031kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.127×106/4250=29.851N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=0.457mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1200/150,10]=8mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=0.91kN
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
0.8
扣件抗滑承载力验算:
横向水平杆:
Rmax=0.38kN≤Rc=0.8×8=6.4kN
纵向水平杆:
Rmax=0.91kN≤Rc=0.8×8=6.4kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
19.2
脚手架钢管类型
Φ48×2.8
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/2×0.031/h)×H=(0.12+(0.85+0.15)×2/2×0.031/1.8)×19.2=2.637kN
单内立杆:
NG1k=2.637kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/3/2=(19.2/1.8+1)×1.2×(0.85+0.15)×0.1×1/3/2=0.233kN
1/3表示脚手板3步1设
单内立杆:
NG2k1=0.233kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/3=(19.2/1.8+1)×1.2×0.17×1/3=0.793kN
1/3表示挡脚板3步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.2×19.2=0.23kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.233+0.793+0.23=1.257kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=0.233kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×(lb+a1)×(nqj×Gkqj)/2=1.2×(0.85+0.15)×(1×1)/2=0.6kN
内立杆:
NQ1k=0.6kN
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×(2.637+1.257)+0.9×1.4×0.6=5.429kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.637+0.233)+0.9×1.4×0.6=4.2kN
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
6
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)
1850
钢丝绳受力不均匀系数Kx
1.5
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度(m)
3.9
脚手架卸荷次数
1
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
4.5
14.7
1.05
200
1100
2.4
钢丝绳卸荷
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法(共用)
第1次卸荷验算
α1=arctan(ls/Hs)=arctan(1050/200)=79.216°
α2=arctan(ls/Hs)=arctan(1050/1100)=43.668°
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=0.8×1.5×4.2×14.7/19.2×2.4/1.2=7.718kN
P2=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×5.429×14.7/19.2×2.4/1.2=9.975kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=7.718/sin79.216°=7.857kN
T2=P2/sinα2=9.975/sin43.668°=14.447kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1,T2]=14.447kN
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×14.447/(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=134kN
[Fg]'=α×Fg/k=0.85×134/6=18.983kN≥[Fg]=14.447kN
满足要求!
吊环最小直径dmin=(4A/π)1/2=(4×[Fg]/([f]π))1/2=4×14.447×103/(65π))1/2=17mm
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14.447kN,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
19.2
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4250
立杆截面回转半径i(mm)
16
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
398
连墙件布置方式
两步三跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7×103/16=168.75≤210
满足要求!
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m
长细比λ=l0/i=3.119×103/16=194.906
查《规范》表A得,φ=0.191
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[3.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(2.637+1.257)+1.4×0.6)
×(4.5+(1-0.8)×(4.5-4.5)+max[3.9,(1-0.8)×14.7])/19.2=2.412KN
顶部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N2=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k)×(H-hx顶)/H
=(1.2×(2.637+1.257)+1.4×0.6)×(19.2-4.5)/19.2=4.221kN
单立杆轴心压力最大值N=max(N1、N2)=4.221KN
σ=N/(φA)=4220.615/(0.191×398)=55.521N/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[3.9,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(2.637+1.257)+0.9×1.4×0.6)
×(4.5+(1-0.8)×(4.5-4.5)+max[3.9,(1-0.8)×14.7])/19.2=2.375KN
顶部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N2=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k)×(H-hx顶)/H
=(1.2×(2.637+1.257)+0.9×1.4×0.6)×(19.2-4.5)/19.2=4.156kN
单立杆轴心压力最大值N=max(N1、N2)=4.156KN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.296×1.2×1.82/10=0.145kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=4156.302/(0.191×398)+145006.848/4250=88.794N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
九、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步三跨
连墙件连接方式
扣件连接
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)
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Φ48×2.8
连墙件截面面积Ac(mm2)
398
连墙件截面回转半径i(mm)
16
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
连墙件与扣件连接方式
双扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.427×2×1.8×3×1.2=7.747kN
长细比λ=l0/i=600/16=37.5,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896
(Nlw+N0)/(φAc)=(7.747+3)×103/(0.896×398)=30.137N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求!
扣件抗滑承载力验算:
Nlw+N0=7.747+3=10.747kN≤0.9×12=10.8kN
满足要求!
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
4.5
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距(mm)
1200
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)
1250
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)
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C25
二、荷载布置参数
支撑点号
支撑方式
距主梁外锚固点水平距离(mm)
支撑件上下固定点的垂直距离L1(mm)
支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)
是否参与计算
1
上拉
1150
3300
1050
否
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
3.441
4.221
300
1200
2
3.441
4.221
1150
1200
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=3.441/1=3.441kN
第2排:
F'2=F2'/nz=3.441/1=3.441kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排:
F1=F1/nz=4.221/1=4.221kN
第2排:
F2=F2/nz=4.221/1=4.221kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=6.313×106/141000=44.77N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=8.75×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=10.34N/mm2
τmax=10.34N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=2.399mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=-3.749kN,R2=12.892kN
四、悬挑主梁整体稳定性验算
受弯构件整体稳定性分析:
其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数:
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得,φb=2
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到φb'值为0.93。
σ=Mmax/(φbWx)=6.313×106/(0.929×141×103)=48.192N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
五、锚固段与楼板连接的计算
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
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C25
压环钢筋1
压环钢筋2
1、压环钢筋验算如下
锚固点压环钢筋受力:
N/2=1.874kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=3.749×103/(3.14×162)=4.661N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2
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
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度
符合要求!
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