型钢阳角悬挑脚手架.docx
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型钢阳角悬挑脚手架
型钢悬挑脚手架(阳角B)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、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
3、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、基本参数
1、基本参数
阳角处主梁悬挑方式
联梁悬挑
主梁离地高度(m)
27.96
建筑物阳角处角度β
90
立杆纵距la(m)
1.5
梁/楼板混凝土强度等级
C30
2、立杆荷载参数
第几排立杆
离墙距离a(m)
荷载标准值F'(kN)
荷载设计值F(kN)
1
0.37
8
10.9
2
1.17
8
10.9
二、主梁布置及锚固参数
1、主梁布置参数
主梁号
内锚固点坐标x(m).y(m)
角度α(度)
主梁自内锚固点伸出长度L(m)
主梁锚固方式
1
2.153,-2.153
135
4.8
压环钢筋
2
1.25,-0.833
90
2.103
压环钢筋
平面图
2、主梁锚固参数
主梁外锚固点离建筑物距离b(mm)
150
压环钢筋直径d1(mm)
18
主梁1锚固图
主梁2锚固图
三、联梁验算
联梁材料类型
工字钢
联梁材料规格
14号工字钢
联梁截面积A(cm2)
21.5
联梁截面惯性矩Ix(cm4)
712
联梁截面抵抗矩Wx(cm3)
102
联梁自重标准值gk(kN/m)
0.169
联梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
联梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
联梁弹性模量E(N/mm2)
206000
1、第一排立杆处的联梁计算
计算简图如下:
q=1.2×gk=1.2×0.169=0.203kN/m
q'=gk=0.169kN/m
R=F1=10.9kN
R'=F1'=8kN
1)抗弯验算
σ=Mmax/W=0.687×106/(102×103)=6.735N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)抗剪验算
τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=10.682×1000×[80×1402-(80-5.5)×121.82]/(8×7120000×5.5)=15.779N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3)挠度验算
νmax=0.062mm≤[ν]=la/250=1500/250=6mm
满足要求!
4)支座反力计算
正常使用极限状态下:
R'1A=8.414kN;
R'1B=8.346kN;
R'1C=7.747kN;
承载能力极限状态下:
R1A=11.447kN;
R1B=11.32kN;
R1C=10.542kN;
2、第二排立杆处的联梁计算
计算简图如下:
q=1.2×gk=1.2×0.169=0.203kN/m
q'=gk=0.169kN/m
R=F1=10.9kN
R'=F1'=8kN
1)抗弯验算
σ=Mmax/W=5.295×106/(102×103)=51.912N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)抗剪验算
τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=15.599×1000×[80×1402-(80-5.5)×121.82]/(8×7120000×5.5)=23.043N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3)挠度验算
νmax=1.071mm≤[ν]=la/250=1500/250=6mm
满足要求!
4)支座反力计算
正常使用极限状态下:
R'2A=12.931kN;
R'2B=13.392kN;
R'2C=6.319kN;
承载能力极限状态下:
R2A=17.592kN;
R2B=18.178kN;
R2C=8.601kN;
四、一号主梁验算
1、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
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)
205
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)
1/360
荷载标准值:
q'=gk=0.205kN/m
第一排立杆处:
P1'=2(R'1A-F1')+F1'=2×(8.414-8)+8=8.828kN;
第二排立杆处:
P2'=2(R'2A-F2')+F2'=2×(12.931-8)+8=17.862kN;
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第一排立杆处:
P1=2(R1A-F1)+F1=2×(11.447-10.9)+10.9=11.994kN;
第二排立杆处:
P2=2(R2A-F2)+F2=2×(17.592-10.9)+10.9=24.284kN;
计算简图如下:
1)抗弯验算
σ=Mmax/W=3.183×106/(141×103)=22.574N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)抗剪验算
τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=13.793×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=16.3N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3)挠度验算
νmax=0.158mm≤[ν]=2l/360=2×1967/360=10.928mm
满足要求!
4)支座反力计算
R1=-0.04kN;
R2=6.653kN;
R3=20.286kN;
R4=10.56kN;
2、支撑杆件设置
支撑点号
支撑方式
材料类型
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n(mm)
支撑件上下固定点的水平距离m(mm)
是否参与计算
1
上拉
钢丝绳
1667
4000
1455
是
2
上拉
钢丝绳
1867
4000
1655
是
3、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)
2000
钢丝绳直径(mm)
17
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
8
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n
3
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
14
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
主梁拉环直径d(mm)
20
焊缝厚度he(mm)
10
焊缝长度lw(mm)
100
角焊缝强度设计值ftw(N/mm2)
160
钢丝绳绳卡作法
上拉杆件角度计算:
α1=arctan(n1/m1)=arctan(4000/1455)=70.011°
α2=arctan(n2/m2)=arctan(4000/1655)=67.523°
上拉杆件支座力:
RS1=R3=20.286kN
RS2=R4=10.56kN
主梁轴向力:
NSZ1=RS1/tanα1=20.286/tan(70.011°)=7.379kN
NSZ2=RS2/tanα2=10.56/tan(67.523°)=4.369kN
上拉杆件轴向力:
NS1=RS1/sinα1=20.286/sin(70.011°)=21.586kN
NS2=RS2/sinα2=10.56/sin(67.523°)=11.428kN
上拉杆件的最大轴向拉力:
NS=max[NS2,NS2]=21.586kN
查表得,钢丝绳破断拉力总和:
Fg=216.5kN
[Fg]=α×Fg/k=0.85×216.5/8=23.003kN≥NS=21.586kN
符合要求!
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×23.003/(2×15.19)=2个≤[n]=3个
符合要求!
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]/(π×de2/4)=23.003×103/(π×142/4)=149.43N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求!
拉环验算:
σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×23.003×103/(π×202)=36.61N/mm2≤[f]=65N/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
符合要求!
拉环详图(主梁为工字钢)
角焊缝验算:
σf=NS/(he×lw)=21.586×103/(10×100)=21.586N/mm2≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求!
4、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=Nsz1+Nsz2=11.748kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=3.183×106/(1.05×141000)+11.748/2610=21.504N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
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=1.6
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0.894。
σ=Mmax/(φbWx)=3.183×106/(0.894×141×103)=25.251N/mm2≤[f]=205N/mm2
符合要求!
5、锚固段与楼板连接的计算
主梁外锚固点离建筑物距离b(mm)
150
压环钢筋直径d1(mm)
18
梁/楼板混凝土强度等级
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=0.02kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=0.04×103/(3.14×182)=0.039N/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!
五、二号主梁验算
1、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
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)
205
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)
1/360
荷载标准值:
q'=gk=0.205kN/m
第一排立杆处:
P1'=R'1B=8.346kN;
第二排立杆处:
P2'=R'2B=13.392kN;
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第一排立杆处:
P1=R1B=11.32kN;
第二排立杆处:
P2=R2B=18.178kN;
计算简图如下:
1)抗弯验算
σ=Mmax/W=1.91×106/(141×103)=13.546N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)抗剪验算
τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=7.738×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=9.145N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3)挠度验算
νmax=0.042mm≤[ν]=2l/360=2×1420/360=7.889mm
满足要求!
4)支座反力计算
R1=-1.459kN;
R2=7.395kN;
R3=13.565kN;
R4=10.514kN;
2、支撑杆件设置
支撑点号
支撑方式
材料类型
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n(mm)
支撑件上下固定点的水平距离m(mm)
是否参与计算
1
上拉
钢丝绳
1120
4000
970
是
2
上拉
钢丝绳
1320
4000
1170
是
3、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)
1550
钢丝绳直径(mm)
18.5
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
8
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n
4
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
14
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
主梁拉环直径d(mm)
20
焊缝厚度he(mm)
10
焊缝长度lw(mm)
100
角焊缝强度设计值ftw(N/mm2)
160
钢丝绳绳卡作法
上拉杆件角度计算:
α1=arctan(n1/m1)=arctan(4000/970)=76.369°
α2=arctan(n2/m2)=arctan(4000/1170)=73.696°
上拉杆件支座力:
RS1=R3=13.565kN
RS2=R4=10.514kN
主梁轴向力:
NSZ1=RS1/tanα1=13.565/tan(76.369°)=3.289kN
NSZ2=RS2/tanα2=10.514/tan(73.696°)=3.075kN
上拉杆件轴向力:
NS1=RS1/sinα1=13.565/sin(76.369°)=13.958kN
NS2=RS2/sinα2=10.514/sin(73.696°)=10.955kN
上拉杆件的最大轴向拉力:
NS=max[NS2,NS2]=13.958kN
查表得,钢丝绳破断拉力总和:
Fg=199.5kN
[Fg]=α×Fg/k=0.85×199.5/8=21.197kN≥NS=13.958kN
符合要求!
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×21.197/(2×15.19)=2个≤[n]=4个
符合要求!
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]/(π×de2/4)=21.197×103/(π×142/4)=137.698N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求!
拉环验算:
σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×21.197×103/(π×202)=33.736N/mm2≤[f]=65N/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
符合要求!
拉环详图(主梁为工字钢)
角焊缝验算:
σf=NS/(he×lw)=13.958×103/(10×100)=13.958N/mm2≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求!
4、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=Nsz1+Nsz2=6.364kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=1.91×106/(1.05×141000)+6.364/2610=12.903N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
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=2.8
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0.969。
σ=Mmax/(φbWx)=1.91×106/(0.969×141×103)=13.979N/mm2≤[f]=205N/mm2
符合要求!
5、锚固段与楼板连接的计算
主梁外锚固点离建筑物距离b(mm)
150
压环钢筋直径d1(mm)
18
梁/楼板混凝土强度等级
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=0.73kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=1.459×103/(3.14×182)=1.433N/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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