54米高型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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54米高型钢悬挑脚手架扣件式计算书
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
装修脚手架
脚手板设计荷载(kN/m2)
2
同时施工作业层数
1
卸荷设置
无
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)
54
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
65
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)
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
冲压钢脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.3
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)
0.17
挡脚板铺设方式
1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
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
广西北海市
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
1.132
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
2.015,1.13
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
1.026,0.576
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)
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+0.3×0.8/(2+1))+1.4×2×0.8/(2+1)=0.889kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.038+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.038+0.3×0.8/(2+1))+2×0.8/(2+1)=0.652kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×0.889×1.52=0.2kN·m
σ=Mmax/W=0.2×106/5080=39.364N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.652×15004/(100×206000×121900)=0.89mm
νmax=0.89mm≤[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=1.1×0.889×1.5=1.466kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.652×1.5=1.075kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.466kN
q=1.2×0.038=0.046kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.075kN
q'=0.038kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.394×106/5080=77.603N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=0.786mm≤[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=1.484kN
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=1.466/2=0.733kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆:
Rmax=1.484kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H
54
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+1.5×2/2×0.038/1.8)×54=8.208kN
单内立杆:
NG1k=8.208kN
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=(54/1.8+1)×1.5×0.8×0.3×1/2/2=2.79kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆:
NG2k1=2.79kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(54/1.8+1)×1.5×0.17×1/1=7.905kN
1/1表示挡脚板1步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×54=0.81kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.79+7.905+0.81=11.505kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=2.79kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(nzj×Gkzj)/2=1.5×0.8×(1×2)/2=1.2kN
内立杆:
NQ1k=1.2kN
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×(8.208+11.505)+0.9×1.4×1.2=25.168kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(8.208+2.79)+0.9×1.4×1.2=14.71kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
54
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
两步三跨
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=3.118m
长细比λ=l0/i=3.118×103/15.8=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
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=8.208+11.505+1.2=20.913kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(8.208+11.505)+1.4×1.2=25.336kN
σ=N/(φA)=25335.6/(0.186×489)=278.554N/mm2>[f]=205N/mm2
不满足要求,减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数!
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=8.208+11.505+1.2=20.913kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(8.208+11.505)+0.9×1.4×1.2=25.168kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.576×1.5×1.82/10=0.353kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=25167.6/(0.186×489)+352719.36/5080=346.14N/mm2>[f]=205N/mm2
不满足要求,减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数!
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步三跨
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)
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)
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×3×la=1.4×1.026×2×1.8×3×1.5=23.27kN
长细比λ=l0/i=600/15.8=37.975,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896
(Nlw+N0)/(φAc)=(23.27+3)×103/(0.896×489)=59.957N/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=23.27+3=26.27kN>0.9×12=10.8kN
不满足要求,增设连墙件!
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
5
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)
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C20
二、荷载布置参数
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
20.91
25.34
400
1500
2
20.91
25.34
1200
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=20.91/1=20.91kN
第2排:
F'2=F2'/nz=20.91/1=20.91kN
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排:
F1=F1/nz=25.34/1=25.34kN
第2排:
F2=F2/nz=25.34/1=25.34kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=40.736×106/141000=288.909N/mm2>[f]=215N/mm2
不符合要求!
请减小主梁间距、调整各支撑件的位置或调整主梁外悬挑和内锚固长度、或选择合适的主梁材料类型等!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=50.987×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=60.257N/mm2
τmax=60.257N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=15.932mm>[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
不符合要求!
请减小主梁间距、调整各支撑件的位置或调整主梁外悬挑和内锚固长度、或选择合适的主梁材料类型等!
4、支座反力计算
R1=-25.263kN,R2=76.644kN
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=40.736×106/(1.05×141×103)+0×103/2610=275.152N/mm2>[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
不符合要求,调整主梁材料类型!
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)=40.736×106/(0.929×141×103)=310.989N/mm2>[f]=215N/mm2
不符合要求,调整主梁材料类型!
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)
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C20
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=12.632kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=25.263×103/(3.14×162)=31.412N/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!
结论和建议:
1.立杆稳定性验算,不满足要求,减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数!
2.立杆稳定性验算,不满足要求,减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数!
3.连墙件扣件抗滑承载力验算,不满足要求,增设连墙件!
1.主梁抗弯强度,不符合要求!
请减小主梁间距、调整各支撑件的位置或调整主梁外悬挑和内锚固长度、或选择合适的主梁材料类型等!
2.主梁挠度验算,不符合要求!
请减小主梁间距、调整各支撑件的位置或调整主梁外悬挑和内锚固长度、或选择合适的主梁材料类型等!
3.压弯构件强度,不符合要求,调整主梁材料类型!
4.受弯构件整体稳定性验算,不符合要求,调整主梁材料类型!