花篮螺栓悬挑架盘扣式计算书.docx
《花篮螺栓悬挑架盘扣式计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《花篮螺栓悬挑架盘扣式计算书.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
花篮螺栓悬挑架盘扣式计算书
花篮螺栓悬挑架（盘扣式）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、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计标准》GB50017-2017
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
6、《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018
架体验算
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
立杆排号
立杆依次横距lb（m）
立杆搭设高度Hs（m）
1
0.25
18
2
0.9
18
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
0.379，0.379
风荷载高度变化系数μz（连墙件、立杆稳定性）
1.264，1.264
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
专用斜杆
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=18×0.035=0.630kN
立杆2：
NG1k1=Hs2×m1=18×0.035=0.630kN
（2）、纵向横杆的自重标准值NG1k2
立杆1：
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
立杆2：
步数n2=（Hs2-h1-h2）/h=（18-1.2-0.2）/1.5=11
NG1k2=m2×la×（n2+1）=0.028×1.5×（11+1）=0.504kN
（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:
NG1k3=（11+1）×0.028×0.900/2=0.151kN
（4）、外斜杆的自重标准值NG1k4
立杆2：
NG1k4=m4×（1.52+1.52）0.5×n2×4/5=0.028×（1.52+1.52）0.5×11×4/5=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
立杆1：
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3=0.63+0.504+0.151=1.285kN
立杆2：
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
立杆1：
NG2k1=（n1+1）×la×0.9×Gkjb×1/2/2=（11+1）×1.500×0.9×0.350×1/2/2=1.417kN
立杆2：
NG2k1=（n2+1）×la×0.9×Gkjb×1/2/2=（11+1）×1.500×0.9×0.350×1/2/2=1.417kN
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=（11+1）×1.500×0.17×1/2=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
立杆2：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.500×18.0=0.270kN
构配件自重标准值NG2k总计
立杆1：
NG2k=NG2k1=1.417kN
立杆2：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.417+1.530+0.270=3.218kN
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×（1.285+1.417）+0.9×1.5×2.70=7.159kN
立杆2：
N2=1.3×（NG1k+NG2k）+0.9×1.5NQ1k=1.3×（1.808+3.218）+0.9×1.5×2.70=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=0.9×0.9×1.5×0.379×1.50×1.502/10=0.155kN·m
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×（NG1k+NG2k）+0.9×1.5NQ1k=1.3×（1.808+3.218）+0.9×1.5×2.700=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
立杆1：
恒载标准值FG1=2.703kN,活载标准值FQ1=2.7kN
立杆2：
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=1.5×0.379×2×1.5×2×1.5=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
满足要求！
扣件抗滑承载力验算：
Nlw+N0=5.117+3=8.117kN≤0.85×12=10.2kN
满足要求！
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
1
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）
1
7.725
10.178
250
1500
2
7.725
10.178
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
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）
206000
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：
2
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）
125
高强螺栓传力摩擦面数目nf
1
主梁允许挠度[ν]（mm）
1/250
荷载标准值：
q'=gk=0.241=0.241kN/m
第1排：
F'1=F1'/nz=7.725/1=7.725kN
第2排：
F'2=F2'/nz=7.725/1=7.725kN
荷载设计值：
q=1.3×gk=1.3×0.241=0.313kN/m
第1排：
F1=F1/nz=10.178/1=10.178kN
第2排：
F2=F2/nz=10.178/1=10.178kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
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
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=0.034mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求！
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）
205
上拉杆弹性模量E（N/mm2）
206000
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
摩擦型高强螺栓
上拉杆与建筑物连接螺栓个数n1：
1
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）
125
高强螺栓传力摩擦面数目nf
1
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）
22
轴销抗剪强度容许值fvb（N/mm2）
125
型钢主梁位置吊耳板连接轴销个数n2
1
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：
设计值：
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：
设计值：
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
符合要求！
2、花篮螺栓验算
σ=Ns/（π×de2/4）=13.821×103/（π×162/4）=68.742N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求！
3、吊耳板计算
型钢主梁上吊耳板排数
1
吊耳板厚t（mm）
12
吊耳板两侧边缘与吊孔边缘净距b（mm）
50
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）
205
吊耳板抗剪强度设计值fv（N/mm2）
125
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
满足要求！
4Be/3=4×40/3=53.333mm≤a=65mm
满足要求！
（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/[2×12×（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）=13.821×103/（2×12×76.485）=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）=4.191×103/（0.7×8×120）=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
角焊缝焊脚尺寸hf（mm）
8
角焊缝强度设计值ffw（N/mm2）
160
钢拉杆端部与吊耳板连接焊缝总长度lw2（mm）
120
钢拉杆与吊耳板连接焊缝主要承受剪应力：
τf=Nd/（0.7hf×lw2）=13.821×103/（0.7×8×120）=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°-72.35°）=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=0.9×1×1×0.5×125=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
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）=1×1.881×106/（0.929×185×215×103）=0.051≤1
符合要求！
六、主梁与建筑物节点验算
1、计算参数
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：
2
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）
125
高强螺栓传力摩擦面数目nf
1
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
单个高强螺栓抗剪承载力设计值Nvb=0.9knfuP=0.9×1×1×0.5×125=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=3.786/56.25+2.095/100=0.088≤1
高强螺栓承载力满足要求。
升级会员 