2根16号工字钢一道钢丝绳卸荷间距15mWord文件下载.docx
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基本风压ω0(kN/m2)
0.3
风荷载体型系数μs
1.13
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.25,1.03
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.42,0.35
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
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
113600
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4730
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×
(0.035+Gkjb×
lb/(n+1))+1.4×
Gk×
lb/(n+1)=1.2×
(0.035+0.35×
0.8/(2+1))+1.4×
2×
0.8/(2+1)=0.9kN/m
正常使用极限状态
q'
=(0.035+Gkjb×
lb/(n+1))+Gk×
lb/(n+1)=(0.035+0.35×
0.8/(2+1))+2×
0.8/(2+1)=0.66kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×
0.9×
1.52=0.2kN·
m
σ=Mmax/W=0.2×
106/4730=42.87N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'
la4/(100EI)=0.677×
0.66×
15004/(100×
206000×
113600)=0.97mm
νmax=0.97mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm
3、支座反力计算
Rmax=1.1qla=1.1×
1.5=1.49kN
Rmax'
=1.1q'
la=1.1×
1.5=1.09kN
四、横向水平杆验算
由上节可知F1=Rmax=1.49kN
0.035=0.042kN/m
由上节可知F1'
=Rmax'
=1.09kN
=0.035kN/m
弯矩图(kN·
m)
σ=Mmax/W=0.4×
106/4730=83.84N/mm2≤[f]=205N/mm2
变形图(mm)
νmax=0.85mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[800/150,10]=5.33mm
Rmax=1.51kN
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=1.49/2=0.74kN≤Rc=0.9×
8=7.2kN
横向水平杆:
Rmax=1.51kN≤Rc=0.9×
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
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×
0.035/h)×
H=(0.12+1.5×
2/2×
0.035/1.8)×
19.2=2.87kN
单内立杆:
NG1k=2.87kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
NG2k1=(H/h+1)×
la×
lb×
Gkjb×
1/5/2=(19.2/1.8+1)×
1.5×
0.8×
0.35×
1/5/2=0.49kN
NG2k1=0.49kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
NG2k2=(H/h+1)×
Gkdb×
1/5=(19.2/1.8+1)×
0.17×
1/5=0.59kN
4、围护材料的自重标准值NG2k3
NG2k3=Gkmw×
H=0.01×
19.2=0.29kN
构配件自重标准值NG2k总计
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.49+0.59+0.29=1.37kN
NG2k=NG2k1=0.49kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×
(nzj×
Gkzj)/2=1.5×
(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:
N=1.2×
(NG1k+NG2k)+0.9×
1.4×
NQ1k=1.2×
(2.87+1.37)+0.9×
1.2=6.6kN
(2.87+0.49)+0.9×
1.2=5.54kN
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
3.5
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
吊环设置
共用
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
卸荷系数Kf
上部增加荷载高度(m)
6.4
脚手架卸荷次数N
第N次卸荷
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(mm)
上吊点距外立杆下吊点的水平距离(mm)
卸荷点水平间距(m)
9.6
1100
2000
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(3200/1100)=71.03°
α2=arctan(ls/Hs)=arctan(3200/2000)=57.99°
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×
5.54×
9.6/19.2×
3/1.5=6.65kN
P2=Kf×
6.6×
3/1.5=7.92kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=6.65/sin71.03°
=7.04kN
T2=P2/sinα2=7.92/sin57.99°
=9.35kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1,T2]=9.35kN
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×
9.35/(2×
15.19)=1个≤[n]=3个
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]×
103/(π×
de2/4)=9.35×
142/4)=60.71N/mm2≤[ft]=170N/mm2
Pg=k×
[Fg]/α=3.5×
9.35/0.85=38.48kN
钢丝绳最小直径dmin=(Pg/0.5)1/2=(38.48/0.5)1/2=8.77mm
吊环最小直径dmin=(4A/π)1/2=(4×
[Fg]/([f]π))1/2=4×
9.35×
103/(65π))1/2=14mm
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次卸荷钢丝绳最小直径8.77mm,必须拉紧至9.35kN,吊环最小直径为14mm。
故卸荷钢丝绳选用直径为9mm的钢丝绳,吊环选用直径为14mm的一级钢。
八、立杆稳定性验算
立杆截面抵抗矩W(mm3)
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
立杆截面面积A(mm2)
450
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×
1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7×
103/15.9=169.81≤210
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=kμh=1.155×
1.8=3.12m
长细比λ=l0/i=3.12×
103/15.9=196.13
查《规范》表A得,φ=0.188
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=(1.2×
(NG1k+NG2k)+1.4×
NQ1k)×
(hx1+(1-Kf)×
(Hx顶-hx1)+max[6.4,(1-Kf)×
hj顶])/H=(1.2×
(2.87+1.37)+1.4×
1.2)×
(9.6+(1-0.8)×
(9.6-9.6)+max[6.4,(1-0.8)×
9.6])/19.2=5.64kN
σ=N/(φA)=5643.4/(0.188×
450)=66.71N/mm2≤[f]=205N/mm2
组合风荷载作用
(NG1k+NG2k)+0.9×
(2.87+1.37)+0.9×
9.6])/19.2=5.5kN
Mw=0.9×
Mwk=0.9×
ωklah2/10=0.9×
1.82/10=0.21kN·
σ=N/(φA)+Mw/W=5503.4/(0.188×
450)+213364.35/4730=110.16N/mm2≤[f]=205N/mm2
九、连墙件承载力验算
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)
连墙件计算长度l0(mm)
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)
连墙件与扣件连接方式
双扣件
Nlw=1.4×
ωk×
h×
la=1.4×
0.42×
1.8×
1.5=6.42kN
长细比λ=l0/i=2000/15.8=126.58,查《规范》表A.0.6得,φ=0.46
(Nlw+N0)/(φAc)=(6.42+3)×
103/(0.46×
489)=42.05N/mm2≤0.85×
[f]=0.85×
205N/mm2=174.25N/mm2
Nlw+N0=6.42+3=9.42kN≤0.9×
12=10.8kN
第二部分悬挑梁及保护钢丝绳验算
一、基本参数
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)
2050
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)
3700
梁/楼板混凝土强度等级
C30
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
上拉
3300
1050
否
作用点号
各排立杆传至梁上荷载F(kN)
各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)
主梁间距la(mm)
5.64
1200
附图如下:
平面图
三、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
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)
gk=1.2×
0.205=0.25kN/m
第1排:
F1=F1/nz=5.64/2=2.82kN
第2排:
F2=F2/nz=5.64/2=2.82kN
1、强度验算
σmax=Mmax/W=9.6×
106/141000=68.1N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=6.15×
1000×
[88×
1602-(88-6)×
140.22]/(8×
11300000×
6)=7.27N/mm2
τmax=7.27N/mm2≤[τ]=125N/mm2
3、挠度验算
νmax=15.03mm≤[ν]=2×
lx/250=2×
2050/250=16.4mm
4、支座反力计算
R1=-2.13kN,R2=9.21kN
四、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=[0]/nz=[0]/2=0kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=9.6×
106/(1.05×
141×
103)+0×
103/2610=64.85N/mm2≤[f]=215N/mm2
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=1.07
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0.81。
σ=Mmax/(φbWx)=9.6×
106/(0.81×
103)=84.44N/mm2≤[f]=215N/mm2
五、锚固段与楼板连接的计算
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=1.07kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=2.13×
103/(3.14×
162)=2.65N/mm2≤0.85×
[f]=0.85×
65=55.25N/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!
六、保护钢丝绳的受力计算
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
RAH=ΣRUicosθi
其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力RCi=RUisinθi
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:
RU1=15.532kN;
七、保护钢丝绳的强度计算
钢丝拉绳(支杆)的内力计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算,为
RU=15.532kN
选择6×
19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径14mm。
[Fg]=aFg/K
其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力(kN);
Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),查表得Fg=123KN;
α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×
19、6×
37、6×
61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。
α=0.85;
K--钢丝绳使用安全系数。
K=6。
得到:
[Fg]=17.425KN>
Ru=15.532KN。
经计算,选6×
19,直径12.5mm的钢丝绳能够满足要求。
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为
N=RU=15.532kN
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为
σ=N/A≤[f]
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;
所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D=(15532×
4/(3.142×
50×
2))1/2=14.1mm;
经计算,拉环选用直径D=16mm的HPB235的钢筋制作能够满足要求。