综合楼悬挑梁的受力计算及框架图.docx

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综合楼悬挑梁的受力计算及框架图

某地铁XX线某标项目部

悬挑脚手架搭设及拆卸方案

某公司集团有限公司

二○一一年一月

方案审批

编制：

审核：

批准：

某公司集团有限公司

二○一一年一月

悬挑梁的受力计算

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

本方案中，脚手架排距为900mm，内排脚手架距离墙体2150mm，支拉斜杆的支点距离墙体为2150mm，

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图

经过连续梁的计算得到

悬挑脚手架支撑梁剪力图（kN）

悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN·m）

悬挑脚手架支撑梁变形图（mm）

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：

十、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下

σ=M/φbWx≤[f]

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=0.68

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0.66。

经过计算得到最大应力σ=0.184×106/（0.66×185000）=1.516N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=1.516小于[f]=215N/mm2,满足要求！

十一、拉绳的受力计算

十二、拉绳的强度计算

钢丝拉绳（支杆）的内力计算

钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU均取最大值进行计算，为

RU=8.868kN

选择6×37钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径15mm。

[Fg]=aFg/K

其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力（kN）；

Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN），查表得Fg＝145kN；

α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。

α＝0.82；

K--钢丝绳使用安全系数。

K＝8。

得到：

[Fg]=14.862kN>Ru＝8.868kN。

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环强度计算

实际拉环选用直径D=12mm的HPB235的钢筋制作即可。

十三、锚固段与楼板连接的计算

水平钢梁与楼板压点如果采用压环，拉环强度计算如下

拉环未受拉力，无需计算，节点按构造做法即可。

十四、脚手架配件数量匡算

扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量，以适应构架时变化需要，

因此按匡算方式来计算；根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算：

L=1.1·H·（n·（1+Hs/H）+la/h·n-2·la/h）+[（H/h）-1]取整·（m+2）·c

N1=1.1·（H/2h+1）·n

N2=2.2·（H/h+1）·n·（1+Hs/H）+（c/la+1）·（m+2）·K·2.2

N3=L/li

N4=0.3·L/li

S=1.1·（n-2）·la·lb

；

长杆总长度（m）L=1.1×31.50×（268×（1+0.00/31.50）+1.50×268/1.75-2×1.50/1.75）+（31.50/1.75-1）×（3+2）×200.00=34186.40；

小横杆数（根）N1=1.1×（31.50/1.75×1/2+1）×268=2948；

直角扣件数（个）N2=2.2×（31.50/1.75+1）×268×（1+0.00/31.50）+（200.00/1.50+1）×（3+2）×9×2.2=24502；

对接扣件数（个）N3=34186.40/6.00=5698；

旋转扣件数（个）N4=0.3×34186.40/6.00=1710；

脚手板面积（m2）S=1.1×（268-2）×1.50×0.90=395.01。

根据以上公式计算得长杆总长34186.4m；小横杆2948根；直角扣件24502个；对接扣件5698个；旋转扣件1710个；脚手板395.01m2。

普通型钢悬挑脚手架计算书（14~22层）

型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全

一、参数信息

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为31.5m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为0.9m，立杆的步距为1.75m；

内排架距离墙长度为2.15m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为3根；

脚手架沿墙纵向长度为200.00m；

采用的钢管类型为Φ48×3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.5m，水平间距3m，

2.活荷载参数

3.风荷载参数

本工程地处广东某市，基本风压0.66kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取1.964，计算立杆稳定性时取1.675，风荷载体型系数μs为1.128；

4.静荷载参数

5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度3.15m，建筑物内锚固段长度2.5m。

锚固压点压环钢筋直径（mm）:

20.00；

楼板混凝土标号:

C25；

6.拉绳与支杆参数

>>>详细资料请见>>>更多资料请见

钢丝绳安全系数为:

8.000；

钢丝绳与墙距离为（m）:

3.300；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物2.15m。

二、大横杆的计算

1.均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:

P1=0.033kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.35×0.9/（3+1）=0.079kN/m；

活荷载标准值:

Q=3×0.9/（3+1）=0.675kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.033+1.2×0.079=0.134kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×0.675=0.945kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.134×1.52+0.10×0.945×1.52=0.237kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

大横杆的最大弯曲应力为σ=62.138N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

计算公式如下：

νmax=（0.677q1l4+0.990q2l4）/100EI

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.033+0.079=0.112kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.675kN/m；

最大挠度计算值为：

ν=0.677×0.112×15004/（100×2.06×105×107800）+0.990×0.675×15004/（100×2.06×105×107800）=1.696mm；

大横杆的最大挠度1.696mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

三、小横杆的计算

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

小横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax=ql2/8

小横杆的最大弯曲应力σ=163.181N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

νqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.033×9004/（384×2.06×105×107800）=0.013mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.118+1.013=1.181kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

νpmax=19Pl3/384EI

νpmax=19×1180.575×9003/（384×2.06×105×107800）=1.918mm；

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.013+1.918=1.93mm；

小横杆的最大挠度为1.93mm小于小横杆的最大容许挠度900/150=6与10mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算

活荷载标准值:

Q=3×0.9×1.5/2=2.025kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.075+0.015+0.236）+1.4×2.025=3.226kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！

五、脚手架立杆荷载的计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1272kN/m

NG1=[0.1272+（1.50×3/2）×0.033/1.75]×31.50=5.355kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹串片脚手板，标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×9×1.5×（0.9+2.1）/2=7.206kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×31.5=0.236kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=12.797kN；

六、钢丝绳卸荷计算（因此内容在规范以外，故仅供参考）

钢丝绳卸荷按照完全卸荷计算方法。

在脚手架全高范围内卸荷2次；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以卸荷吊点分段计算。

第1次卸荷净高度为10.5m;

第2次卸荷净高度为10.5m;

经过计算得到

a1=arctg[3.400/（0.900+2.150）]=48.106度

a2=arctg[3.400/2.150]=57.693度

其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力（kN）；

Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN），

计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径（mm）；

α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，取0.82；

K--钢丝绳使用安全系数。

计算中[Fg]取11.934kN，α=0.82，K=7，得到：

选择卸荷钢丝绳的最小直径为：

d=（2×11.934×7.000/0.820）0.5=14.3mm。

吊环强度计算公式为：

σ=N/A≤[f]

其中[f]--吊环钢筋抗拉强度，《混凝土结构设计规范》规定[f]=50N/mm2；

N--吊环上承受的荷载等于[Fg]；

A--吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5πd2；

选择吊环的最小直径要为：

d=（2×[Fg]/[f]/π）0.5=（2×11.934×103/50/3.142）0.5=12.3mm。

第1次卸荷钢丝绳最小直径为14.3mm，必须拉紧至11.934kN，吊环直径为14.0mm。

根据各次卸荷高度得：

第2次卸荷钢丝绳最小直径为14.3mm，必须拉紧至11.934kN，吊环直径为14.0mm。

七、立杆的稳定性计算

μs--风荷载体型系数：

取值为1.128；

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.66×1.675×1.128=0.873kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.873×1.5×1.752/10=0.477kN·m；

（JGJ130-2001）表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.032m；

长细比:

L0/i=191；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.197

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

考虑风荷载时

σ=6725.43/（0.197×424）+477177.771/4490=186.793N/mm2；

立杆稳定性计算σ=186.793N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

不考虑风荷载时

σ=7008.93/（0.197×424）=83.911N/mm2；

立杆稳定性计算σ=83.911N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

八、连墙件的计算

墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,N0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=13.399kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=18.399kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l/i=2350/15.9的结果查表得到φ=0.316，l为内排架距离墙的长度；

A=4.24cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.316×4.24×10-4×205×103=27.467kN；

Nl=18.399

连墙件采用预埋钢管双扣件连接，对接预埋钢管双扣件强度计算公式如下

抗拉强度σ=40.67

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