落地脚手架计算书适用于24米以下.docx
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落地脚手架计算书适用于24米以下.docx
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落地脚手架计算书适用于24米以下
一、编制依据1
二、工程参数1
三、横向水平杆(小横杆)验算2
四、纵向水平杆(大横杆)验算4
五、扣件抗滑承载力验算4
六、立杆的稳定性计算5
七、脚手架搭设高度计算8
八、连墙件计算9
九、立杆地基承载力计算10
编制依据
1、工程施工图纸及现场概况
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
3、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
6、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
8、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016
9、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号文
工程参数
搭设
搭设高度
24m
立杆纵距
1.5m
连墙件方式
二步三跨
荷载参数(荷
永久荷载
立杆承受结构自重
0.1086kN
脚手板类型
木脚手板,
护栏与挡脚板自重标准值
可变荷载
施工均布活荷载
3kN/m
风荷载
地区
山东泰安
地基
地基土类型
粘性土
垫板宽度
0.3m
考虑到钢管锈蚀弯曲等因素,按φ48×3钢管
参数
步距
1.8m
立杆横距
1.05m
连墙件扣件
双扣件
载标准值)
/m
安全网
0.01kN/m2
2层
自重标准值
0.35kN/m2
0.17kN/m2
2
同时施工层数
1层
基本风压
0.3kN/m2
参数
地基承载力标准值
120kN/m2
垫板长度
1.5m
计算。
1800
300
1050
三、横向水平杆(小横杆)验算
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》规定
“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,纵向水平杆应作为横向水平杆的支座,用直角扣件固定在立杆上。
”施工荷载的传递路线是:
脚手板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆,如图:
横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
(一)抗弯强度计算
1、作用横向水平杆线荷载标准值:
qk=(QK+QP1)×S=(3+0.35)×1.5=5.03kN/m
2、作用横向水平杆线荷载设计值:
q=1.4×QK×S+1.2×QP1×S=1.4×3×1.5+1.2×0.35×1.5=6.93kN/m
3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置(验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载,但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载),最大弯矩:
qlb26.93×1.052
Mmax===0.955kN·m
88
4、钢管载面模量W=4.49cm3
5、Q235钢抗弯强度设计值,f=205N/mm2
6、计算抗弯强度
Mmax0.955×106
22
σ===212.69N/mm2〉205N/mm2
W4.49×103
7、结论:
不满足要求!
建议减少脚手架纵距或横距或小横杆间距,或控制施工荷载
(二)变形计算
1、钢材弹性模量E=2.06×105N/mm2
2、钢管惯性矩I=10.78cm4
3、容许挠度[ν]=l/150与10mm
4、验算挠度
44
5qklb45×5.03×105041050
ν==54=3.6mm〈=7与10mm
384EI384×2.06×105×10.78×104150
5、结论:
满足要求
四、纵向水平杆(大横杆)验算
双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算,如下图:
不需要计算抗弯强度和挠度。
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值:
a1=0.5×6.930.15
F=0.5qlb(1+)2)2=4.75kN
lb×1.05(1+1.05
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值
2
a1)2=0.5×5.030.15
Fk=0.5qklb(1+)2=3.45kN
lb×1.05(1+1.05
五、扣件抗滑承载力验算
水平杆与立杆连接方式采用单扣件,抗滑承载力Rc=8kN。
纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值=4.75kN〈Rc=8kN结论:
扣件抗滑承载力满足要求
六、立杆的稳定性计算
1、分析立杆稳定性计算部位
组合风荷载时,由下式计算立杆稳定性
N——计算立杆段的轴向力设计值;A——立杆的截面面积;
——轴心受压构件的稳定系数,W——截面模量;f——钢管的抗压强度设计值;
Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;
2
0.9×1.4ωklah2
Mw=0.9×1.4Mwk=
10
其中,风荷载标准值ωk=μz·μs·ω0,
将N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4∑NQk代入上式化简为:
2
≤f
1.2Hgk0.9×1.4×μz·μs·ω0lah1.2NG2k0.9×1.4∑NQk
+++
A10WAA
H——脚手架高度;gk——每米立杆承受的结构自重标准值;la——立杆纵距;h—步距;
μz——风压高度变化系数;μs——风荷载体型系数;ω0——基本风压,取山东泰安10年一遇值,ω0=0.3kN/m2
NG1k——脚手架立杆承受的结构自重标准值产生的轴向力;
NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力;∑NQk——施工荷载标准值产生的轴向力总
和;
脚手架结构自重产生的轴压应力
1.2Hsgk
σg=
A
风荷载产生的弯曲压应力:
2
0.9×1.4×μzμsω0lah2
σw=
10W
构配件(安全网除外,但其自重不大)自重荷载、施工荷载作用位置相对不变,其值不随高度变化而变化。
风荷载随脚手架高度增大而增大,脚手架结构自重随脚手架高度降低而增加(计算中应考虑的架高范围增大),因此,取σ=σg+σW最大时作用部位验算立杆稳定性。
2、计算风荷载产生的弯曲压应力风荷载体型系数μs=1.3=1.3×0.8=1.04
0.9×1.4×μz×1.04×0.3×1.5×1.82×106
σw==42.6μz
10×4.49×103
地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市区。
3、计算脚手架结构自重产生的轴压应力σg首先计算长细比λ:
l0
λ=
i
l0——计算长度,l0=kμh;i——截面回转半径;k——计算长度附加系数,其值取1.155;μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,应按规范表5.2.8采用;h—步距;
立杆横距lb=1.05m,连墙件布置二步三跨,查规范表5.2.8得μ=1.5,h=1.8mkμh1.155×1.5×180.0
λ===196
i1.59根据λ的值,查规范得轴心受压构件的稳定系数=0.188。
立杆纵距la=1.5m,查规范附录A表A-1得gk=0.1086kN/m
1.2Hsgk1.2Hs×0.1086×103
σg===1.63HsN/mm2
A0.188×424.00
4、求σ=σw+σg列表如下:
高度
(m)
μz
σw=42.6μz
(N/mm2)
对应风荷载作用计算
段高度取值Hg(m)
σg=1.63Hs(N/mm2)
σ=σw+σg
(N/mm2)
5
0.6
5
27.69
24
39.12
66.81
24
0.80
34.08
10
16.30
50.38
分析说明:
脚手架顶端风荷载产生弯曲压应力相对底部较大,但此处脚手架结构自重产生的轴压应力很小,σw+σg相对较小,脚手架底部风荷载产生的弯曲压应力虽较小,但脚手架自重产生的轴压应力接近最大σ=σw+σg最大,因此脚手架立杆稳定性验算部位取底部。
5、验算长细比
由规范5.2.8式,且K=1,得
l0kμh1.5×180
λ====170<210
ii1.59
结论:
满足要求!
。
6、计算立杆段轴向力设计值N脚手架结构自重标准值产生的轴向力
NG1K=Hsgk=24×0.1086=2.61kN
构配件自重标准值产生的轴向力
NG2K=0.5(lb+a1)la∑Qp1+Qp2la+laHQp3=0.5×(1.05+0.15)×1.5×2×0.35+0.17×1.5×2+1.5×24×0.01=1.500kN
lb——立杆横距;a1——小横杆外伸长度;la——立杆纵距;Qp1——脚手板自重标准值;
Qp2——脚手板挡板自重标准值;Qp3——密目式安全立网自重标准值;H——脚手架高度;
施工荷载标准值产生的轴向力总和
∑NQk=0.5(lb+a1)laQk=0.5×(1.05+0.15)×1.5×3×1=2.70kN
Qk——施工均布荷载标准值;
组合风荷载时
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.9×1.4∑NQk=1.2×(2.61+1.500)+0.9×1.4×2.70=8.33kN
7、组合风荷载时,验算立杆稳定性
按规范公式5.2.6-2验算立杆稳定性,即:
NMw8.33×103
22+=+42.6×0.65=104.50+27.69=132.19N/mm2 AW0.188×424 结论: 满足要求! 。 8、不组合风荷载时,验算立杆稳定性 N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4∑NQk=1.2×(2.61+1.500)+1.4×2.70=8.71kN 按规范公式5.2.6-1验算立杆稳定性: 322N=8.71×103=109.27N/mm2 0.188×424 结论: 满足要求! 七、脚手架搭设高度计算 1、验算长细比: l0kμh 1.5×180 1.59 =170<210 λ== ii (k=1,μ=1.5)结论: 满足要求! 。 2、确定轴心受压构件稳定系数 : kμh 1.155×1.5×180.0 k=1.155,λ== =196 i1.59 查规范得=0.188,gk=0.1086kN/m2 3、确定构配件自重标准值产生的轴心力NG2K NG2K=0.5(lb+a1)la∑Qp1+la∑Qp2+la[H]Qp3=0.5×(1.05+0.15)×1.5×2×0.35+1.5×2× 0.17+24×1.5×0.01=1.500kN ([H]脚手架搭设高度限值,取最大,即[H]=24m) 4、求施工荷载标准值产生的轴向力总和∑NQk: ∑NQk=0.5(lb+a1)la∑Qk=0.5(1.05+0.15)×1.5×1×3=2.70kN
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