转角型钢悬挑脚手架DOC.docx
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转角型钢悬挑脚手架DOC
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
结构脚手架
脚手板设计荷载(kN/m2)
3
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
脚手架架体高度H(m)
18
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
180
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.8
横向水平杆计算外伸长度a1(m)
0.1
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
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
地区
广西桂平
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.2
风荷载体型系数μs
1.128
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.507,1.388
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.34,0.313
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)
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+0.35×1.5/(2+1))+1.4×3×1.5/(2+1)=2.35kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.033+0.35×1.5/(2+1))+3×1.5/(2+1)=1.708kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[2.35×0.82/8,2.35×0.12/2]=0.188kN·m
σ=Mmax/W=0.188×106/4490=41.87N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×1.708×8004/(384×206000×107800),1.708×1004/(8×206000×107800)]=0.41mm
νmax=0.41mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[800/150,10]=5.333mm
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)=2.35×(0.8+0.1)2/(2×0.8)=1.19kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.708×(0.8+0.1)2/(2×0.8)=0.865kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.19kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.865kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.485×106/4490=107.965N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=2.564mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=2.763kN
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=1.19kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
纵向水平杆:
Rmax=2.763kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
18
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+(0.8+0.1)×2/2×0.033/1.8)×18=2.46kN
单内立杆:
NG1k=2.46kN
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=(18/1.8+1)×1.5×(0.8+0.1)×0.35×1/1/2=2.599kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆:
NG2k1=2.599kN
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=(18/1.8+1)×1.5×0.17×1/1=2.805kN
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=0.01×1.5×18=0.27kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.599+2.805+0.27=5.674kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=2.599kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×(lb+a1)×(njj×Gkjj)/2=1.5×(0.8+0.1)×(1×3)/2=2.025kN
内立杆:
NQ1k=2.025kN
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×(2.46+5.674)+0.9×1.4×2.025=12.312kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.46+2.599)+0.9×1.4×2.025=8.622kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
18
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=2.46+5.674+2.025=10.158kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.46+5.674)+1.4×2.025=12.595kN
σ=N/(φA)=12595.14/(0.188×424)=158.008N/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=2.46+5.674+2.025=10.158kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.46+5.674)+0.9×1.4×2.025=12.312kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.313×1.5×1.82/10=0.192kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=12311.64/(0.188×424)+191668.68/4490=197.139N/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)
600
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
0.9
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.34×2×1.8×3×1.5=7.711kN
长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896
(Nlw+N0)/(φAc)=(7.711+3)×103/(0.896×424)=28.194N/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=7.711+3=10.711kN≤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)
10.5
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
U型锚固螺栓
锚固螺栓直径d(mm)
18
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
2200
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)
1100
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
2750
梁/楼板混凝土强度等级
C30
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
50
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
10.16
12.6
1300
1500
2
10.16
12.6
2100
1500
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
22a号工字钢
主梁截面积A(cm2)
42
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
3400
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
309
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.33
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=0.33=0.33kN/m
第1排:
F'1=F1'/nz=10.16/1=10.16kN
第2排:
F'2=F2'/nz=10.16/1=10.16kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.33=0.396kN/m
第1排:
F1=F1/nz=12.6/1=12.6kN
第2排:
F2=F2/nz=12.6/1=12.6kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=43.813×106/309000=141.791N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=26.071×1000×[100×2202-(100-7.5)×195.42]/(8×34000000×7.5)=16.719N/mm2
τmax=16.719N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=17.177mm≤[ν]=2×lx/250=2×2200/250=17.6mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=-15.388kN,R2=42.548kN
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=43.813×106/(1.05×309×103)+0×103/4200=135.039N/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=1.09
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)=43.813×106/(0.811×309×103)=174.774N/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
U型锚固螺栓
U型锚固螺栓直径d(mm)
18
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
2750
梁/楼板混凝土强度等级
C30
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
50
锚固螺栓1
锚固螺栓2
1、螺栓粘结力锚固强度计算
锚固点锚固螺栓受力:
N/2=7.694kN
螺栓锚固深度:
h≥N/(4×π×d×[τb])=15.388×103/(4×3.14×18×2.5)=27.211mm
螺栓验算:
σ=N/(4×π×d2/4)=15.388×103/(4×π×182/4)=15.117kN/mm2≤0.85×[ft]=42.5N/mm2
符合要求!
2、混凝土局部承压计算如下
混凝土的局部挤压强度设计值:
fcc=0.95×fc=0.95×14.3=13.585N/mm2
N/2=7.694kN≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(902-3.14×182/4)×13.585/1000=213.163kN
注:
锚板边长b一般按经验确定,不作计算,此处b=5d=5×18=90mm
符合要求!