花篮螺栓悬挑架盘扣式计算书Word格式.docx
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搭设示意图
盘扣式脚手架剖面图
盘扣式脚手架立面图
盘扣式脚手架平面图
三、横向横杆验算
纵横向水平杆钢管类型
Φ48×
2.5
纵横向水平杆钢管每米自重m2(kN/m)
0.028
横向横杆抗弯强度设计值(f)(N/mm2)
205
横向横杆截面惯性矩I(mm4)
92800
横向横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横向横杆截面抵抗矩W(mm3)
3860
单块脚手板一侧爪钩数量j(只)
承载能力极限状态:
q=b(1.3×
Gkjb+1.5γLQkzj)=0.25×
(1.3×
0.35+1.5×
0.9×
2)=0.789kN/m
la=1.5m,脚手板通过爪钩传递给横杆的支座反力为:
R=qla/j=0.789×
1.5/2=0.592kN
横杆自重设计值:
q1=1.3m2=1.3×
0.028=0.036kN/m
正常使用极限状态:
q'
=b(Gkjb+Qkzj)=0.25×
(0.35+2)=0.588kN/m
R'
=q'
la/j=0.588×
1.5/2=0.441kN
横杆自重标准值:
q1'
=m2=0.028kN/m
l=lb=0.9m,计算简图如下
1、抗弯验算
弯矩图(kN·
m)
Mmax=0.447kN·
m
σ=γ0Mmax/W=1×
0.447×
106/3860=115.924N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求。
2、挠度验算
变形图(mm)
νmax=1.491mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm
四、荷载计算
立杆钢管类型
Ф48×
3.2
立杆每米自重m1(kN/m)
0.035
外斜杆材料形式
专用斜杆
外斜杆每米自重m4(kN/m)
外斜杆布置
5跨4设
外斜杆钢管截面类型
单立杆静荷载计算
1、结构自重标准值NG1k
(1)、立杆的自重标准值NG1k1
立杆1:
NG1k1=Hs1×
m1=18×
0.035=0.630kN
立杆2:
NG1k1=Hs2×
(2)、纵向横杆的自重标准值NG1k2
步数n1=(Hs1-h1-h2)/h=(18-1.2-0.2)/1.5=11
NG1k2=m2×
la×
(n1+1)=0.028×
1.5×
(11+1)=0.504kN
步数n2=(Hs2-h1-h2)/h=(18-1.2-0.2)/1.5=11
(n2+1)=0.028×
(3)、横向横杆的自重标准值NG1k3
立杆1:
NG1k3=(11+1)×
0.028×
0.900/2=0.151kN
立杆2:
(4)、外斜杆的自重标准值NG1k4
NG1k4=m4×
(1.52+1.52)0.5×
n2×
4/5=0.028×
11×
4/5=0.523kN
4/5表示专用外斜杆5跨4设
结构自重标准值NG1k总计
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3=0.63+0.504+0.151=1.285kN
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k4=0.63+0.504+0.151+0.523=1.808kN
2、构配件自重标准值NG2k
(1)、脚手板的自重标准值NG2k1
NG2k1=(n1+1)×
Gkjb×
1/2/2=(11+1)×
1.500×
0.350×
1/2/2=1.417kN
NG2k1=(n2+1)×
1/2表示脚手板2步1设
(2)、栏杆挡脚板的自重标准值NG2k2
NG2k2=(n2+1)×
Gkdb×
1/2=(11+1)×
0.17×
1/2=1.530kN
1/2表示挡脚板2步1设
(3)、围护材料的自重标准值NG2k3
NG2k3=Gkmw×
H=0.01×
18.0=0.270kN
构配件自重标准值NG2k总计
NG2k=NG2k1=1.417kN
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.417+1.530+0.270=3.218kN
单立杆施工活荷载计算
NQ1k=la×
(nzj×
Qkzj)/2=1.500×
(2×
2)/2=2.700kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
N1=1.3×
(NG1k+NG2k)+0.9×
1.5NQ1k=1.3×
(1.285+1.417)+0.9×
2.70=7.159kN
N2=1.3×
(1.808+3.218)+0.9×
2.70=10.178kN
立杆最大轴力设计值N=max(N1,N2)=max(7.159,10.178)=10.178kN
五、立杆稳定性验算
立杆每米自重ml(kN)
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4730
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
300
立杆截面面积A(mm2)
450
连墙件布置方式
两步两跨
立杆计算长度系数μ
1.45
1、立杆长细比验算
l0=μ×
h=1.45×
1.5=2.175m
长细比λ=l0/i=2.175×
1000/15.9=136.792≤210
查表得,φ=0.276
满足要求
2、立杆稳定性验算
Mw=0.9×
1.5ωklah2/10=0.9×
0.379×
1.50×
1.502/10=0.155kN·
立杆的轴心压力标准值N'
=(NG1k+NG2k)+NQ1k=(1.808+3.218)+2.7=7.725kN
立杆的轴心压力设计值N=1.3×
1.5NQ1k=1.3×
2.700=10.178kN
σ=γ0[N/(φA)+Mw/W]=1×
[10178.01/(0.276×
450.00)+0.155×
106/4730]=114.806N/mm2≤[f]=300N/mm2
满足要求!
3、立杆底部轴力标准值计算
恒载标准值FG1=2.703kN,活载标准值FQ1=2.7kN
恒载标准值FG2=5.025kN,活载标准值FQ2=2.7kN
六、连墙件承载力验算
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件计算长度l0(mm)
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
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)
扣件抗滑移折减系数
0.85
扣件连接方式
双扣件
Nlw=1.5×
ωk×
Ll×
Hl=1.5ωk2h2la=1.5×
2×
2×
1.5=5.12kN
长细比λ=l0/i=600/15.8=37.975,查《规范》JGJ231-2010表D得,φ=0.896
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0,取3kN。
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.117+3)×
103/(0.896×
489)=18.526N/mm2≤[f]=205N/mm2
扣件抗滑承载力验算:
Nlw+N0=5.117+3=8.117kN≤0.85×
12=10.2kN
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
50
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
锚固螺栓连接
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
1250
梁/楼板混凝土强度等级
C25
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
1100
3300
1050
是
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)
7.725
10.178
1150
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
主梁材料规格
18号工字钢
主梁截面积A(cm2)
30.6
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1660
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
185
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.241
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)
主梁与建筑物连接螺栓类型
摩擦型高强螺栓
竖向连接钢板强度等级
Q345
竖向连接钢板厚度dt(mm)
20
主梁与建筑物连接螺栓个数n:
高强螺栓的性能等级
8.8级
高强螺栓公称直径
M20
摩擦面抗滑移系数u
0.5
一个高强螺栓的预拉力P(kN)
高强螺栓传力摩擦面数目nf
主梁允许挠度[ν](mm)
1/250
荷载标准值:
=gk=0.241=0.241kN/m
第1排:
F'
1=F1'
/nz=7.725/1=7.725kN
第2排:
2=F2'
荷载设计值:
q=1.3×
gk=1.3×
0.241=0.313kN/m
F1=F1/nz=10.178/1=10.178kN
F2=F2/nz=10.178/1=10.178kN
1、强度验算
σmax=γ0Mmax/W=1×
1.881×
106/185000=10.169N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=γ0Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=1×
7.573×
1000×
[94×
1802-(94-6.5)×
158.62]/(8×
16600000×
6.5)=7.41N/mm2
τmax=7.41N/mm2≤[τ]=125N/mm2
3、挠度验算
νmax=0.034mm≤[ν]=2×
lx/250=2×
1250/250=10mm
4、支座反力计算
设计值:
R1=7.573kN,R2=13.171kN
四、上拉杆件验算
上拉杆材料类型
钢筋(钢拉杆)
上拉杆件直径(mm)
22
上拉杆截面积A(cm2)
3.801
上拉杆材料抗拉强度设计值f(N/mm2)
上拉杆弹性模量E(N/mm2)
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
16
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
上拉杆件与建筑物连接参数:
上拉连接螺栓类型
上拉杆与建筑物连接螺栓个数n1:
上拉杆件与主梁连接参数:
轴销钢材类型
45号钢
轴销直径(mm)
轴销抗剪强度容许值fvb(N/mm2)
型钢主梁位置吊耳板连接轴销个数n2
1、上拉杆强度验算
上拉杆件角度计算:
α1=arctanL1/L2=arctan(3300/1050)=72.35°
上拉杆件支座力:
RS1=nzR2=1×
13.171=13.171kN
主梁轴向力设计值:
NSZ1=RS1/tanα1=13.171/tan72.35°
=4.191kN
上拉杆件轴向力:
NS1=γ0RS1/sinα1=1×
13.171/sin72.35°
=13.821kN
上拉杆件的最大轴向拉力设计值:
NS=max[NS1...NSi]=13.821kN
轴心受拉稳定性计算:
σ=NS/A=13.821×
103/380.1=36.362N/mm2≤f=205N/mm2
2、花篮螺栓验算
σ=Ns/(π×
de2/4)=13.821×
103/(π×
162/4)=68.742N/mm2≤[ft]=170N/mm2
3、吊耳板计算
型钢主梁上吊耳板排数
吊耳板厚t(mm)
12
吊耳板两侧边缘与吊孔边缘净距b(mm)
顺受力方向,吊孔边距板边缘最小距离a(mm)
65
吊孔直径d0(mm)
25
吊耳板抗拉强度设计值f(N/mm2)
吊耳板抗剪强度设计值fv(N/mm2)
吊耳板
由于型钢主梁位置吊耳板排数为1,则单个吊耳板所受荷载为Nd=13.821/1=13.821kN
参考GB50017-2017,对连接耳板进行如下验算:
(1)耳板构造要求
Be=2t+16=2×
12+16=40mm≤b=50mm
4Be/3=4×
40/3=53.333mm≤a=65mm
(2)耳板孔净截面处的抗拉强度验算
计算宽度:
b1=min(2t+16,b-d0/3)=min(2×
12+16,50-25/3)=40mm
σ=Nd/(2tb1)=13.821×
103/(2×
12×
40)=14.397N/mm2≤f=205N/mm2
耳板孔净截面处抗拉强度满足要求!
(3)耳板端部截面抗拉(劈开)强度验算
σ=Nd/[2t(a-2d0/3)]=13.821×
103/[2×
(65-2×
25/3)]=11.915N/mm2≤f=205N/mm2
耳板端部截面抗拉强度满足要求!
(4)耳板抗剪强度验算
耳板端部抗剪截面宽度:
Z=[(a+d0/2)2-(d0/2)2]0.5=[(65+25/2)2-(25/2)2]0.5=76.485mm
τ=Nd/(2tZ)=13.821×
76.485)=7.529N/mm2≤fv=125N/mm2
耳板抗剪强度满足要求!
4、吊耳板与型钢主梁连接焊缝验算
角焊缝焊脚尺寸hf(mm)
8
角焊缝强度设计值ffw(N/mm2)
160
单个吊耳板与型钢主梁连接焊缝总长度lw1(mm)
120
各上拉杆位置单个吊耳板焊缝所受荷载,垂直焊缝方向荷载F、平行焊缝方向荷载V分别为:
上拉杆1位置吊耳板:
由于型钢梁上吊耳板排数为1,则:
单个吊耳板垂直焊缝方向荷载F1=RS1/1=13.171/1=13.171kN
单个吊耳板平行焊缝方向荷载V1=RSZ1/1=4.191/1=4.191kN
垂直于焊缝长度作用力(正应力):
σf=F1/(0.7hflw1)=13.171×
103/(0.7×
8×
120)=19.599N/mm2≤βfffw=1.22×
160=195.2N/mm2
平行于焊缝长度作用力(剪应力):
τf=V1/(0.7hflw1)=4.191×
120)=6.236N/mm2≤ffw=160N/mm2
[(σf/βf)2+τf2]0.5=[(19.599/1.22)2+6.2362]0.5=17.233N/mm2≤ffw=160N/mm2
上拉杆1位置吊耳板焊缝强度满足要求!
5、钢拉杆与吊耳板连接焊缝验算
钢拉杆端部与吊耳板连接焊缝总长度lw2(mm)
钢拉杆与吊耳板连接焊缝主要承受剪应力:
τf=Nd/(0.7hf×
lw2)=13.821×
120)=20.568N/mm2≤ffw=160N/mm2
钢拉杆与吊耳板连接焊缝验算符合要求!
6、上拉与主梁连接吊耳板轴销验算
上拉与主梁连接吊耳板轴销主要承受剪力:
单个轴销抗剪承载力容许值:
Nvb=nvπd2fvb/4=1×
3.142×
222×
125/(4×
1000)=47.517kN
轴销所受剪力:
Nv=Ns/n2=13.821/1=13.821kN≤Nvb=47.517kN
上拉与主梁连接吊耳板轴销抗剪符合要求!
7、上拉杆件与建筑物连接锚固螺栓验算
上拉杆1:
与建筑物连接螺栓所受拉力
Nt1=Ns1×
sin(90-α1)=13.821×
sin(90°
-72.35°
)=4.191kN
与建筑物连接螺栓所受剪力
Nv1=Ns1×
cos(90-α1)=13.821×
cos(90°
)=13.171kN
单个螺栓所受的拉力值:
Nt=Nt1/n1=4.191/1=4.191kN
单个螺栓所受的剪力值:
Nv=Nv1/n1=13.171/1=13.171kN
单个高强螺栓抗剪承载力设计值Nvb=0.9knfuP=0.9×
1×
0.5×
125=56.25kN
每个高强螺栓受拉承载力设计值Ntb=0.8P=0.8×
125=100kN
NV/Nvb+Nt/Ntb=13.171/56.25+4.191/100=0.276≤1
螺栓承载力满足要求。
五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=|[(-(-NSZ1))]|/nz=|[(-(-4.191))]|/1=4.191kN
压弯构件强度:
σmax=γ0[Mmax/(γW)+N/A]=1×
[1.881×
106/(1.05×
185×
103)+4.191×
103/3060]=11.054N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
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《钢结构设计标准》(GB50017-2017)得,φb=2
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附表C,得到φb'
值为0.93。
γ0Mmax/(φb'
Wxf)=1×
106/(0.929×
215×
103)=0.051≤1
六、主梁与建筑物节点验算
1、计算参数
2、高强螺栓承载力计算
假设每个螺栓承受主梁传来的拉力和剪力均相等。
V=1×
7.573=7.573kN,N=1×
4.191=4.191kN
单个高强螺栓所受的剪力值NV=V/n=7.573/2=3.786kN
单个高强螺栓所受的拉力值Nt=N/n=4.191/2=2.095kN
NV/Nvb+Nt/Ntb=3.786/56.25+2.095/100=0.088≤1
高强螺栓承载力满足要求。