落地扣件式脚手架计算书.docx
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落地扣件式脚手架计算书
扣件式脚手架计算书
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、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、脚手架参数
脚手架设计类型
结构脚手架,装修脚手架
脚手板设计荷载(kN/m2)
3,2
同时施工作业层数
1,1
卸荷设置
有
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Φ48.3×3.6
脚手架架体高度H(m)
48
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)
1.5
立杆横距lb(m)
0.9
内立杆离建筑物距离a(m)
0.2
双立杆计算方法
按构造要求设计
双立杆计算高度H1(m)
10
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
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
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.14
挡脚板铺设方式
2步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.129
横向斜撑布置方式
5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
地区
安徽淮南市
安全网设置
半封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
风荷载体型系数μs
1.254
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.06,0.796
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.399,0.299
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
2
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
127100
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
5260
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.04+0.35×0.9/(2+1))+1.4×3×0.9/(2+1)=1.434kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.04+0.35×0.9/(2+1))+3×0.9/(2+1)=1.045kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.434×1.52=0.323kN·m
σ=Mmax/W=0.323×106/5260=61.325N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×1.045×15004/(100×206000×127100)=1.368mm
νmax=1.368mm≤[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=1.1×1.434×1.5=2.366kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.045×1.5=1.724kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=2.366kN
q=1.2×0.04=0.048kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.724kN
q'=0.04kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.714×106/5260=135.732N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=1.716mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=2.388kN
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
0.85
扣件抗滑承载力验算:
纵向水平杆:
Rmax=2.366/2=1.183kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
横向水平杆:
Rmax=2.388kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
48
脚手架钢管类型
Φ48.3×3.6
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.129
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/2×0.04/h)×H=(0.129+1.5×2/2×0.04/1.8)×48=7.78kN
单内立杆:
NG1k=7.78kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(48/1.8+1)×1.5×0.9×0.35×1/2/2=3.268kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆:
NG2k1=3.268kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(48/1.8+1)×1.5×0.14×1/2=2.905kN
1/2表示挡脚板2步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×48=0.72kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=3.268+2.905+0.72=6.893kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=3.268kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj+nzj×Gkzj)/2=1.5×0.9×(1×3+1×2)/2=3.375kN
内立杆:
NQ1k=3.375kN
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×(7.78+6.893)+0.9×1.4×3.375=21.86kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(7.78+3.268)+0.9×1.4×3.375=17.51kN
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[n]
5
吊环设置
共用
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度(m)
6
脚手架卸荷次数N
1
第N次卸荷
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
27
21
3
200
1100
3
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(3000/200)=86.186°
α2=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/1100)=69.864°
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=0.8×1.5×17.51×21/48×3/1.5=18.386kN
P2=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×21.86×21/48×3/1.5=22.953kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=18.386/sin86.186°=18.427kN
T2=P2/sinα2=22.953/sin69.864°=24.448kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1,T2]=24.448kN
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×24.448/(2×15.19)=2个≤[n]=5个
满足要求!
Pg=k×[Fg]/α=9×24.448/0.85=258.857kN
钢丝绳最小直径dmin=(Pg/0.5)1/2=(258.857/0.5)1/2=22.753mm
吊环最小直径dmin=(4A/π)1/2=(4×[Fg]/([f]π))1/2=4×24.448×103/(65π))1/2=22mm
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次卸荷钢丝绳最小直径22.753mm,必须拉紧至24.448kN,吊环最小直径为22mm。
八、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
48
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
5260
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)
506
连墙件布置方式
两步两跨
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
单立杆的轴心压力设计值N=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k)×(hx1+max[6,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(7.78+6.893)+1.4×3.375)×(27+max[6,(1-0.8)×21])/48=15.354kN
σ=N/(φA)=15353.766/(0.188×506)=161.401N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k)×(hx1+max[6,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(7.78+6.893)+0.9×1.4×3.375)×(27+max[6,(1-0.8)×21])/48=15.029kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.299×1.5×1.82/10=0.183kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=15028.922/(0.188×506)+183095.64/5260=192.795N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
九、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
连墙件连接方式
焊接连接
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
Ф48×3.5
连墙件截面面积Ac(mm2)
489
连墙件截面回转半径i(mm)
158
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
对接焊缝的抗拉、抗压强度[ft](N/mm2)
185
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.399×2×1.8×2×1.5=6.033kN
长细比λ=l0/i=600/158=3.797,查《规范》表A.0.6得,φ=0.992
(Nlw+N0)/(φAc)=(6.033+3)×103/(0.992×489)=18.621N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求!
对接焊缝强度验算:
连墙件的周长lw=πd=3.142×48=150.796mm;
连墙件钢管的厚度t=3.5mm;
σ=(Nlw+N0)/(lwt)=(6.033+3)×103/(150.796×3.6)=17.115N/mm2≤ft=185N/mm2
满足要求!
十、立杆地基承载力验算
地基土类型
粘性土
地基承载力特征值fg(kPa)
140
地基承载力调整系数mf
1
垫板底面积A(m2)
0.25
单立杆的轴心压力标准值N=((NG1k+NG2k)+NQ1k)×(hx1+max[6,(1-Kf)×hj顶])/H=((7.78+6.893)+3.375)×(27+max[6,(1-0.8)×21])/48=12.408kN
立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=12.408/(1×0.25)=49.632kPa≤fg=140kPa
满足要求!