誉峯285m型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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誉峯285m型钢悬挑脚手架扣件式计算书
(誉峯)28.5m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
有
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)
28.5
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
236
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
内立杆离建筑物距离a(m)
0.25
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
钢筋网脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.1
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
冲压钢挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.01
挡脚板铺设方式
3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
广东中山
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.45
风荷载体型系数μs
1.04
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.526,1.328
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.714,0.622
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
1
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×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.038+0.1×0.8/(1+1))+1.4×3×0.8/(1+1)=1.774kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.038+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.038+0.1×0.8/(1+1))+3×0.8/(1+1)=1.278kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.774×1.52=0.399kN·m
σ=Mmax/W=0.399×106/5080=78.576N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×1.278×15004/(100×206000×121900)=1.745mm
νmax=1.745mm≤[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=1.1qla=1.1×1.774×1.5=2.927kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.278×1.5=2.109kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=2.927kN
q=1.2×0.038=0.046kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=2.109kN
q'=0.038kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.589×106/5080=115.961N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=0.904mm≤[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=1.482kN
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=2.927/2=1.464kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆:
Rmax=1.482kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
28.5
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+la×n/2×0.038/h)×H=(0.12+1.5×1/2×0.038/1.8)×28.5=3.876kN
单内立杆:
NG1k=3.876kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/1/2=(28.5/1.8+1)×1.5×0.8×0.1×1/1/2=1.01kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆:
NG2k1=1.01kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/3=(28.5/1.8+1)×1.5×0.01×1/3=0.084kN
1/3表示挡脚板3步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×28.5=0.427kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.01+0.084+0.427=1.522kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=1.01kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj)/2=1.5×0.8×(1×3)/2=1.8kN
内立杆:
NQ1k=1.8kN
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×(3.876+1.522)+0.9×1.4×1.8=8.745kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.876+1.01)+0.9×1.4×1.8=8.131kN
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
9
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
4
吊环设置
共用
吊环钢筋直径d(mm)
20
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)
1550
钢丝绳受力不均匀系数Kx
1.5
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
10
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度(m)
12
脚手架卸荷次数
1
第N次卸荷
钢丝绳直径(mm)
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HS(mm)
上吊点距外立杆下吊点的水平距离HS(mm)
卸荷点水平间距HL(m)
1
14
12
16.5
3
250
1050
1.5
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(3000/250)=85.236°
α2=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/1050)=70.71°
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=0.8×1.5×8.131×16.5/28.5×1.5/1.5=5.649kN
P2=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×8.745×16.5/28.5×1.5/1.5=6.076kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=5.649/sin85.236°=5.669kN
T2=P2/sinα2=6.076/sin70.71°=6.437kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1,T2]=6.437kN
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×6.437/(2×15.19)=1个≤[n]=4个
满足要求!
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]×103/(π×de2/4)=6.437×103/(π×102/4)=81.958N/mm2≤[ft]=170N/mm2
满足要求!
钢丝绳:
查表得,钢丝绳破断拉力总和:
Fg=112kN
[Fg]'=α×Fg/k=0.85×112/9=10.578kN≥[Fg]=6.437kN
满足要求!
吊环最小直径dmin=(4A/π)1/2=(4×[Fg]/([f]π))1/2=4×6.437×103/(65π))1/2=12mm
d=20≥dmin
满足要求!
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次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至6.437kN,吊环直径为20mm。
满足要求!
八、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
28.5
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
两步一跨
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=3.119m
长细比λ=l0/i=3.119×103/15.8=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
底部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N1=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx1+(1-Kf)
×(hx顶-hx1)+max[12,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(3.876+1.522)+1.4×1.8)
×(12+(1-0.8)×(12-12)+max[12,(1-0.8)×16.5])/28.5=7.577KN
顶部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N2=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k)×(H-hx顶)/H
=(1.2×(3.876+1.522)+1.4×1.8)×(28.5-12)/28.5=5.209kN
单立杆轴心压力最大值N=max(N1、N2)=7.577KN
σ=N/(φA)=7576.589/(0.186×489)=83.301N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
底部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N1=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k)×(hx1+(1-Kf)
×(hx顶-hx1)+max[12,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(3.876+1.522)+0.9×1.4×1.8)
×(12+(1-0.8)×(12-12)+max[12,(1-0.8)×16.5])/28.5=7.364KN
顶部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N2=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k)×(H-hx顶)/H
=(1.2×(3.876+1.522)+0.9×1.4×1.8)×(28.5-12)/28.5=5.063kN
单立杆轴心压力最大值N=max(N1、N2)=7.364KN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.622×1.5×1.82/10=0.381kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=7364.379/(0.186×489)+380887.92/5080=155.946N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
九、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步一跨
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)
1500
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×1×la=1.4×0.714×2×1.8×1×1.5=5.398kN
长细比λ=l0/i=1500/15.8=94.937,查《规范》表A.0.6得,φ=0.634
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.398+3)×103/(0.634×489)=27.088N/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=5.398+3=8.398kN≤0.9×12=10.8kN
满足要求!
十、脚手架材料用量计算
脚手架杆部件名称
数量计算公式
用量(m)
备注
立杆
2×H×(L/la+1)
9006
纵向水平杆
(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×L
11800
防护栏杆+纵向水平杆
横向水平杆
(H/h+1)×(L/la+1)×lb
2022.4
横向斜撑
(H/h+1)×(L/la+1)×1/6×(h2+lb2)0.5
829.93
6跨1设
连墙件
LH/(1la×2h)
1246
2步1跨,单位(根)
安全网
LH
6726
单位(㎡)
脚手板
(H/h+1)×1/1×L×lb
3020.8
1步1设,单位(㎡)
挡脚板
(H/h+1)×1/3×L
1258.667
3步1设
直角扣件
(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×(L/la+1)+2×(H/h+1)*((1+n)×L/la+1)
18694
单位(个)
对接扣件
(2×H×(L/la+1)+(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×L)/6.5
3204
每根钢管长6.5m,单位(个)
旋转扣件
0.3×(2×H×(L/la+1)+(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×L)/6.5
962
单位(个)
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
76
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)
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)
1380
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
1
上拉
350
3000
250
否
2
上拉
1150
3000
1050
否
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
6.061
7.577
350
1500
2
6.061
7.577
1150
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
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=6.061/1=6.061kN
第2排:
F'2=F2'/nz=6.061/1=6.061kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排:
F1=F1/nz=7.577/1=7.577kN
第2排:
F2=F2/nz=7.577/1=7.577kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=2.844×106/141000=20.171N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=7.885×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8××6)=9.318N/mm2
τmax=9.318N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=0.753mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=-1.891kN,R2=10.115kN
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=2.844×106/(1.05×141×103)+0×103/2610=19.211N/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)=2.844×106/(0.929×141×103)=21.713N/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)
1380
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=0.946kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=1.891×103/(3.14×162)=2.352N/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!
(誉峯)28.5m型钢悬挑脚手架(阳角)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
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
76
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)
1725
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)
2000
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
1
上拉
495
3000
355
否
2
上拉
1625
3000
1485
否
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
7.037
8.873
453
1500
2
7.037
8.873
1583
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
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=7.037/1=7.037kN
第2排:
F'2=F2'/nz=7.037/1=7.037kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排:
F1=F1/nz=8.873/1=8.873kN
第2排:
F2=F2/nz=8.873/1=8.873kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=4.391×106/141000=31.145N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=9.