16型钢悬挑脚手架.docx
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16型钢悬挑脚手架
悬挑脚手架补充方案
一、施工说明:
华新一品三期北1、2、3、5#楼原方案悬挑主梁为18号工字钢,因租赁公司目前无库存18号工字钢,仅有16号工字钢。
根据现场实际情况:
目前3、5#楼从26层悬挑至28层顶还有3层(3、5#楼共28层),合计:
2.9*3=8.7米;1、2#楼从26层悬挑至29层顶还有4层(1、2#楼共29层),合计:
2.9*4=11.6米;为了不影响工程进度,我项目部根据现场实际情况,对26层以上悬挑脚手架方案调整。
调整的方案仅对原方案“悬挑主梁18号工字钢”改为“悬挑主梁16号工字钢”,其它均不作调整。
二、悬挑脚手架(扣件式)计算书
(一)、计算依据:
A、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
B、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010
C、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
D、《钢结构设计规范》GB50017-2003
(二)架体验算
1、脚手架参数
脚手架设计类型
结构脚手架,装修脚手架,其它用途脚手架
脚手板设计荷载(kN/m2)
3,2,1
同时施工作业层数
1,1,1
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
脚手架架体高度H(m)
14.5
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)
0.85
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)
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
2、荷载设计
脚手板类型
木脚手板
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
竹串片挡脚板
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
横向斜撑布置方式
6跨1设
结构脚手架作业层数njj
1
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
3
装修脚手架作业层数nzj
1
装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m2)
2
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
江苏南通市
安全网设置
全封闭
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
3、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)
107800
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.033+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.033+0.35×1.2/(2+1))+1.4×3×1.2/(2+1)=1.888kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.033+0.35×1.2/(2+1))+3×1.2/(2+1)=1.373kN/m
计算简图如下:
1)、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[1.888×0.852/8,1.888×0.152/2]=0.171kN·m
σ=Mmax/W=0.171×106/4490=37.975N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×1.373×8504/(384×206000×107800),1.373×1504/(8×206000×107800)]=0.42mm
νmax=0.42mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[850/150,10]=5.667mm
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)=1.888×(0.85+0.15)2/(2×0.85)=1.111kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.373×(0.85+0.15)2/(2×0.85)=0.808kN
4、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.111kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.808kN
q'=0.033kN/m
1)、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.361×106/4490=80.424N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=1.223mm≤[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=2.571kN
5、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=1.111kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
纵向水平杆:
Rmax=2.571kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
6、荷载计算
脚手架架体高度H
14.5
脚手架钢管类型
Ф48×3
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/2×0.033/h)×H=(0.12+(0.85+0.15)×2/2×0.033/1.8)×14.5=2.008kN
单内立杆:
NG1k=2.008kN
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=(14.5/1.8+1)×1.2×(0.85+0.15)×0.35×1/1/2=1.902kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆:
NG2k1=1.902kN
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=(14.5/1.8+1)×1.2×0.17×1/1=1.847kN
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=0.01×1.2×14.5=0.174kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.902+1.847+0.174=3.923kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=1.902kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×(lb+a1)×(njj×Gkjj+nzj×Gkzj+nqj×Gkqj)/2=1.2×(0.85+0.15)×(1×3+1×2+1×1)/2=3.6kN
内立杆:
NQ1k=3.6kN
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×(2.008+3.923)+0.9×1.4×3.6=11.653kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.008+1.902)+0.9×1.4×3.6=9.228kN
7、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
14.5
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
424
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=2.7×103/15.9=169.811≤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=3.118×103/15.9=196.132
查《规范》表A得,φ=0.188
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=2.008+3.923+3.6=9.531kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.008+3.923)+1.4×3.6=12.157kN
σ=N/(φA)=12157.5/(0.188×424)=152.518N/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=2.008+3.923+3.6=9.531kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.008+3.923)+0.9×1.4×3.6=11.653kN
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=11653.5/(0.188×424)+108265.248/4490=170.308N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
8、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)
500
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3
连墙件截面面积Ac(mm2)
424
连墙件截面回转半径i(mm)
15.9
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
0.95
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.319×2×1.8×3×1.2=5.788kN
长细比λ=l0/i=500/15.9=31.447,查《规范》表A.0.6得,φ=0.915
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.788+3)×103/(0.915×424)=22.652N/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=5.788+3=8.788kN≤0.95×12=11.4kN
满足要求!
(三)悬挑梁验算
1、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)
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)
18
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
C30
2、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
9.53
12.16
400
1200
2
9.53
12.16
1250
1200
附图如下:
平面图
立面图
3、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=9.53/1=9.53kN
第2排:
F'2=F2'/nz=9.53/1=9.53kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排:
F1=F1/nz=12.16/1=12.16kN
第2排:
F2=F2/nz=12.16/1=12.16kN
1)、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=20.256×106/141000=143.661N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2)、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=24.627×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=29.105N/mm2
τmax=29.105N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3)、挠度验算
变形图(mm)
νmax=7.581mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求!
4)、支座反力计算
R1=-12.463kN,R2=37.484kN
4、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=20.256×106/(1.05×141×103)+0×103/2610=136.82N/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)=20.256×106/(0.929×141×103)=154.64N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
5、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)
18
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
锚固点压环钢筋受力:
N/2=6.232kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=12.463×103/(3.14×182)=12.244N/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!