型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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型钢悬挑脚手架扣件式计算书
型钢悬挑脚手架(扣件式)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、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
架体验算
一、脚手架参数
卸荷设置
无
结构重要性系数γ0
1
脚手架安全等级
II级
脚手架搭设排数
双排脚手架
脚手架钢管类型
Φ48×2.7
脚手架架体高度H(m)
20
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
243
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.8
内立杆离建筑物距离a(m)
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手架设计类型
结构脚手架
脚手板类型
竹芭脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.3
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)
0.16
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)
0.13
结构脚手架作业层数njj
1
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
2
地区
浙江杭州市
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
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.429,1.429
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.429,0.429
计算简图:
立面图
侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
纵向水平杆在上
横向水平杆上纵向水平杆根数n
4
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
98900
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4120
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.03+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.03+0.3×0.8/(4+1))+1.4×2×0.8/(4+1)=0.542kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.03+Gkjb×lb/(n+1))=(0.03+0.3×0.8/(4+1))=0.078kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×0.542×1.52=0.122kN·m
σ=γ0Mmax/W=1×0.122×106/4120=29.584N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.078×15004/(100×206000×98900)=0.131mm
νmax=0.131mm≤[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=1.1qla=1.1×0.542×1.5=0.894kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.078×1.5=0.129kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=0.894kN
q=1.2×0.03=0.036kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.129kN
q'=0.03kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=γ0Mmax/W=1×0.432×106/4120=104.854N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=0.212mm≤[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=1.802kN
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:
纵向水平杆:
Rmax=1×0.894/2=0.447kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆:
Rmax=1×1.802kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
20
脚手架钢管类型
Φ48×2.7
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.13
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+la×n/2×0.03/h)×H=(0.13+1.5×4/2×0.03/1.8)×20=3.603kN
单内立杆:
NG1k=3.603kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/1/2=(20/1.8+1)×1.5×0.8×0.3×1/1/2=2.18kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆:
NG2k1=2.18kN
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=(20/1.8+1)×1.5×0.16×1/1=2.907kN
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=0.01×1.5×20=0.3kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.18+2.907+0.3=5.387kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=2.18kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj)/2=1.5×0.8×(1×2)/2=1.2kN
内立杆:
NQ1k=1.2kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
单外立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(3.603+5.387)+1.4×1.2=12.468kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(3.603+2.18)+1.4×1.2=8.62kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
20
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4120
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)
384
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
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k=3.603+5.387=8.99kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(3.603+5.387)+1.4×1.2=12.468kN
Mwd=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.6×1.4×(0.05×0.6×0.429×1.5×3.62)=0.21kN·m
σ=γ0[N/(φA)+Mwd/W]=1×[12468/(0.191×384)+210161.952/4120]=221.004N/mm2>[f]=205N/mm2
不满足要求,减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数!
八、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
Φ48×2.7
连墙件截面面积Ac(mm2)
384
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=1.4×0.429×2×1.8×3×1.5=9.73kN
长细比λ=l0/i=600/16=37.5,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896
(Nlw+N0)/(φAc)=(9.73+3)×103/(0.896×384)=36.999N/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=9.73+3=12.73kN>0.9×12=10.8kN
不满足要求,增设连墙件!
九、脚手架材料用量计算
脚手架杆部件名称
数量计算公式
用量(m)
备注
立杆
2×H×(L/la+1)
6520
纵向水平杆
(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×L
17982
防护栏杆+纵向水平杆
横向水平杆
(H/h+1)×(L/la+1)×lb
1555.2
横向斜撑
(H/h+1)×(L/la+1)×1/6×(h2+lb2)0.5
638.206
6跨1设
连墙件
LH/(3la×2h)
300
2步3跨,单位(根)
安全网
LH
4860
单位(㎡)
脚手板
(H/h+1)×1/1×L×lb
2332.8
1步1设,单位(㎡)
挡脚板
(H/h+1)×1/1×L
2916
1步1设
直角扣件
(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×(L/la+1)+2×(H/h+1)*((1+n)×L/la+1)
33148
单位(个)
对接扣件
(2×H×(L/la+1)+(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×L)/6.5
3770
每根钢管长6.5m,单位(个)
旋转扣件
0.3×(2×H×(L/la+1)+(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×L)/6.5
1131
单位(个)
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
15
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)
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
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
8.99
12.47
400
1500
2
8.99
12.47
1200
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=8.99/1=8.99kN
第2排:
F'2=F2'/nz=8.99/1=8.99kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排:
F1=F1/nz=12.47/1=12.47kN
第2排:
F2=F2/nz=12.47/1=12.47kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=γ0Mmax/W=1×20.144×106/141000=142.867N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=γ0Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=1×25.247×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=29.837N/mm2
τmax=29.837N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=6.882mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求!
4、支座反力计算
设计值:
R1=-12.393kN,R2=38.034kN
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=γ0Mmax/(φbWx)=1×20.144×106/(0.929×141×103)=153.785N/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
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=12.393/2=6.197kN
压环钢筋验算:
σ=γ0N/(4A)=γ0N/πd2=1×12.393×103/(3.14×162)=15.41N/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!
结论和建议:
1.立杆稳定性验算,不满足要求,减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数!
2.连墙件扣件抗滑承载力验算,不满足要求,增设连墙件!
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