型钢悬挑脚手架.docx
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型钢悬挑脚手架
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
架体验算
一、脚手架参数
脚手架设计类型
其它用途脚手架
脚手板设计荷载(kN/m2)
1
同时施工作业层数
1
卸荷设置
无
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3.5
脚手架架体高度H(m)
18.25
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)
1.2
立杆横距lb(m)
0.9
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
竹串片脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.35
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)
0.17
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)
0.12
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
山西阳泉市
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
1.132
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)
0.319,0.221
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)
121900
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
5080
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.038+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.038+0.35×1.2/(2+1))+1.4×1×1.2/(2+1)=0.774kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.038+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.038+0.35×1.2/(2+1))+1×1.2/(2+1)=0.578kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[0.774×0.92/8,0.774×0.152/2]=0.078kN·m
σ=Mmax/W=0.078×106/5080=15.428N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×0.578×9004/(384×206000×121900),0.578×1504/(8×206000×121900)]=0.197mm
νmax=0.197mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm
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)=0.774×(0.9+0.15)2/(2×0.9)=0.474kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=0.578×(0.9+0.15)2/(2×0.9)=0.354kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=0.474kN
q=1.2×0.038=0.046kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.354kN
q'=0.038kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.158×106/5080=31.147N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=0.487mm≤[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=1.135kN
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:
横向水平杆:
Rmax=0.474kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
纵向水平杆:
Rmax=1.135kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
18.25
脚手架钢管类型
Ф48×3.5
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/2×0.038/h)×H=(0.12+(0.9+0.15)×2/2×0.038/1.8)×18.25=2.599kN
单内立杆:
NG1k=2.599kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/1/2=(18.25/1.8+1)×1.2×(0.9+0.15)×0.35×1/1/2=2.456kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆:
NG2k1=2.456kN
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=(18.25/1.8+1)×1.2×0.17×1/1=2.272kN
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=0.01×1.2×18.25=0.219kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.456+2.272+0.219=4.947kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=2.456kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×(lb+a1)×(nqj×Gkqj)/2=1.2×(0.9+0.15)×(1×1)/2=0.63kN
内立杆:
NQ1k=0.63kN
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×(2.599+4.947)+0.9×1.4×0.63=9.849kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.599+2.456)+0.9×1.4×0.63=6.86kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
18.25
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
5080
立杆截面回转半径i(mm)
15.8
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
489
连墙件布置方式
两步两跨
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=2.7×103/15.8=170.886≤210
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=3.118m
长细比λ=l0/i=3.118×103/15.8=197.373
查《规范》表A得,φ=0.186
满足要求!
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.599+4.947+0.63=8.176kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.599+4.947)+1.4×0.63=9.938kN
σ=N/(φA)=9937.51/(0.186×489)=109.259N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.599+4.947+0.63=8.176kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.599+4.947)+0.9×1.4×0.63=9.849kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.221×1.2×1.82/10=0.108kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=9849.31/(0.186×489)+108265.248/5080=129.601N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
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
Ф48×3.5
连墙件截面面积Ac(mm2)
489
连墙件截面回转半径i(mm)
15.8
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×2×la=1.4×0.319×2×1.8×2×1.2=3.859kN
长细比λ=l0/i=600/15.8=37.975,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896
(Nlw+N0)/(φAc)=(3.859+3)×103/(0.896×489)=15.655N/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=3.859+3=6.859kN≤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)
58.3
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)
1000
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
C30
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
8.18
9.94
300
1200
2
8.18
9.94
1200
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=8.18/1=8.18kN
第2排:
F'2=F2'/nz=8.18/1=8.18kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排:
F1=F1/nz=9.94/1=9.94kN
第2排:
F2=F2/nz=9.94/1=9.94kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=0×106/141000=0N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=0×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=0N/mm2
τmax=0N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=0mm≤[ν]=2×lx/250=2×1000/250=8mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=0kN,R2=0kN
四、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=[0]/nz=[0]/1=0kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=0×106/(1.05×141×103)+0×103/2610=0N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
符合要求!
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
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)=0×106/(0.929×141×103)=0N/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
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
压环钢筋未受拉力,无需计算,节点按构造做法即可。