盘扣式脚手架计算书.docx
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盘扣式脚手架计算书
盘扣式脚手架计算书
计算依据:
1、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计标准》GB50017-2017
5、《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018
一、脚手架参数
结构重要性系数γ0
1
可变荷载调整系数γL
0.9
立杆纵向间距la(m)
1.5
立杆步距h(m)
1.5
顶部防护栏杆高h1(m)
1.2
纵横向扫地杆距立杆底距离h2(mm)
200
架体离地高度(m)
1.8
脚手架搭设排数
2
立杆排号
立杆依次横距lb(m)
立杆搭设高度Hs(m)
1
0.15
25
2
0.9
25
二、荷载设计
脚手板类型
定型钢脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.35
脚手板铺设方式
2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
竹串片脚手板挡板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
挡脚板铺设方式
2步1设
单块脚手板宽度b(mm)
250
单块脚手板一侧爪钩数量j
2
爪钩间距s(mm)
200
装修脚手架作业层数nzj
2
装修脚手架荷载标准值Qkzj(kN/m2)
2
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、立杆稳定性)
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
0.275,0.275
风荷载高度变化系数μz(连墙件、立杆稳定性)
0.915,0.915
风荷载体型系数μs
1
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
脚手板类型
定型钢脚手板
单块脚手板宽度b(mm)
250
单块脚手板一侧爪钩数量j(只)
2
爪钩间距s(mm)
200
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
la=1.5m,脚手板通过爪钩传递给横杆的支座反力为:
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
满足要求。
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
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
外斜杆材料形式
钢管扣件
外斜杆每米自重m4(kN/m)
0.028
外斜杆布置
5跨4设
外斜杆钢管截面类型
Φ48×2.5
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=25×0.035=0.885kN
立杆2:
NG1k1=Hs2×m1=25×0.035=0.885kN
(2)、纵向横杆的自重标准值NG1k2
立杆1:
步数n1=(Hs1-h1-h2)/h=(25-1.2-0.2)/1.5=16
NG1k2=m2×la×(n1+1)=0.028×1.5×(16+1)=0.714kN
立杆2:
步数n2=(Hs2-h1-h2)/h=(25-1.2-0.2)/1.5=16
NG1k2=m2×la×(n2+1)=0.028×1.5×(16+1)=0.714kN
(3)、横向横杆的自重标准值NG1k3
立杆1:
NG1k3=(16+1)×0.028×0.900/2=0.214kN
立杆2:
NG1k3=(16+1)×0.028×0.900/2=0.214kN
(4)、外斜杆的自重标准值NG1k4
立杆2:
NG1k4=n2×h×m4/(5×sin(arctan5h/(4la)))=16×1.5×0.028/(5×sin(arctan5×1.5/(4×1.5)))=0.172kN
4/5表示钢管扣件外斜杆5步4跨
结构自重标准值NG1k总计
立杆1:
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3=0.885+0.714+0.214=1.813kN
立杆2:
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k4=0.885+0.714+0.214+0.172=1.985kN
2、构配件自重标准值NG2k
(1)、脚手板的自重标准值NG2k1
立杆1:
NG2k1=(n1+1)×la×0.9×Gkjb×1/2/2=(16+1)×1.500×0.9×0.350×1/2/2=2.008kN
立杆2:
NG2k1=(n2+1)×la×0.9×Gkjb×1/2/2=(16+1)×1.500×0.9×0.350×1/2/2=2.008kN
1/2表示脚手板2步1设
(2)、栏杆挡脚板的自重标准值NG2k2
立杆2:
NG2k2=(n2+1)×la×Gkdb×1/2=(16+1)×1.500×0.17×1/2=2.167kN
1/2表示挡脚板2步1设
(3)、围护材料的自重标准值NG2k3
立杆2:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.500×25.0=0.375kN
构配件自重标准值NG2k总计
立杆1:
NG2k=NG2k1=2.008kN
立杆2:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.008+2.167+0.375=4.551kN
单立杆施工活荷载计算
立杆1:
NQ1k=la×0.9×(nzj×Qkzj)/2=1.500×0.9×(2×2)/2=2.700kN
立杆2:
NQ1k=la×0.9×(nzj×Qkzj)/2=1.500×0.9×(2×2)/2=2.700kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
立杆1:
N1=1.3×(NG1k+NG2k)+0.9×1.5NQ1k=1.3×(1.813+2.008)+0.9×1.5×2.70=8.613kN
立杆2:
N2=1.3×(NG1k+NG2k)+0.9×1.5NQ1k=1.3×(1.985+4.551)+0.9×1.5×2.70=12.142kN
立杆最大轴力设计值N=max(N1,N2)=max(8.613,12.142)=12.142kN
五、立杆稳定性验算
立杆钢管类型
Ф48×3.2
立杆每米自重ml(kN)
0.035
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=0.9×0.9×1.5ωklah2/10=0.9×0.9×1.5×0.275×1.50×1.502/10=0.113kN·m
σ=γ0[N/(φA)+Mw/W]=1×[12141.72/(0.276×450.00)+0.113×106/4730]=121.600N/mm2≤[f]=300N/mm2
满足要求!
3、立杆底部轴力标准值计算
立杆1:
恒载标准值FG1=3.821kN,活载标准值FQ1=2.7kN
立杆2:
恒载标准值FG2=6.536kN,活载标准值FQ2=2.7kN
六、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
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
Φ48×3.5
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
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=1.5×0.275×2×1.5×2×1.5=3.71kN
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)=(3.713+3)×103/(0.896×489)=15.321N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
扣件抗滑承载力验算:
Nlw+N0=3.713+3=6.713kN≤0.85×12=10.2kN
满足要求!
七、可调底座承载力验算
可调托座承载力容许值[N](kN)
180
由立杆稳定性一节可知可调底座最大受力:
Rmax=1×N=12.142kN≤[N]=180kN
满足要求!
八、立杆地基承载力验算
地基土类型
素填土
地基承载力特征值fg(kPa)
160
垫板底面积A(m2)
0.25
地基承载力调整系数Kc
0.4
立杆底垫板平均压力P=N/(kcA)=12.142/(0.4×0.25)=121.417kPa≤γufg=1.254×160=200.64kPa
满足要求