扣件式钢管悬挑型钢脚手架计算书.docx
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扣件式钢管悬挑型钢脚手架计算书
扣件式钢管悬挑脚手架方案计算书
工程名称:
四川苍溪龙江国际A区工程3#楼
编制单位:
四川华海龙江国际A区项目部
一、综合简述
1、主要规程、规范
(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)(2002年版)
(2)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91);
(3)《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99);
(4)《钢结构设计规范》(GB50017—2003);
(5)《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)(2006年版);
(6)《混凝土结构设计规范》(G1350010-2002)
(7)施工图纸。
2、计算参数设定
悬挑单排钢管脚手架水平防护棚采用6m杆Φ48x3.5钢管,斜撑立杆步距h=3.00m,水平悬挑杆件步距h=1.50m。
3、钢管截面特征
壁厚t=3.5mm,截面积A=489mm2,惯性矩I=121900mm4;
截面模量W=5080mm3,回转半径i=15.8mm,每米长质量0.0384kN/m;
Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=206000N/mm2。
4、荷载标准值
(1)永久荷载标准值
1根悬挑杆件(或斜撑立杆)承受3m×4m(12m2)的钢管及栏杆3m×1.3m(3.9m2)钢管自重标准值1.186kN;
悬挑挡板采用竹跳板及木模板自重标准值为0.80kN/m2(1根悬挑杆件承受12m2+3.9m2=15.9m2)。
(2)施工均布活荷载标准值
装修脚手架2.00kN/m2。
二、竖向斜撑立杆验算
1、荷载计算
钢管自重GK1=0.0384kN/m
竖向斜撑立杆按每个支撑点有效受力3m×4m(12m2)自重GK2=1.175+0.25×21+0.002×21=6.467kN
施工活荷载标准值QK=2.00m2
作用于每3m水平杆线荷载标准值
q=(1.2GK+1.4QK)/3=(1.2×6.467+1.4×42)=22.187kN/m
2、水平杆受力计算
每根钢管长约6.00m,按四跨连续梁计算,L=1.50m。
(1)抗弯强度验算
弯矩系数KM=-0.107
最大弯矩M=KMq12=-0.107×1.21×1.50×1.50=0.29kN.m
抗弯强度σ=M/W=0.29×106÷5080=57.54N/mm2
纵向水平杆抗弯强度σ=M/W=57.54N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
(2)挠度验算
挠度系数Kυ=0.632
最大挠度υ=Kυq14/(100EI)
=0.632×1.21×(1.50×103)4÷(100EI)=1.5mm
纵向水平杆挠度ν=1.5mm<[ν]=l/150=10.0mm与10mm,满足要求。
三、横向水平杆验算
1、荷载计算
钢管自重gk1=0.0384kN/m
中间纵向水平杆传递支座反力R中=1.143×1.21×1.50=2.08kN
旁边纵向水平杆传递支座反力R边=1.04kN
2、横向水平杆受力计算
按单跨简支梁计算,跨度为:
L=0.80m
(1)抗弯强度验算
最大弯矩M=q12/8+R中L/3
=0.0384×0.80×0.80÷8+2.08×0.27=0.56kN.m
抗弯强度σ=M/W=558149÷5080=109.87N/mm2
横向水平杆抗弯强度σ=109.87N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
(2)挠度验算
集中荷载产生的挠度为
=2082×267×1635556÷24EI=1.5mm
均布荷载产生的挠度为:
υ2=5ql4/384EI
=5×0.04×8004÷(384EI)=0.01mm
最大挠度υ=υ1+υ2=1.5+0.01=1.51 横向水平杆挠度ν=1.51mm<[ν]=l/150=5.3mm与10mm,满足要求。 3、横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算 R=R中+R边+Gk1×l/2 =2.08+1.04+0.0384×0.80÷2=3.14kN 扣件抗滑移R=3.14kN<Rc=8kN,满足要求。 四、立杆计算 1、立杆容许长细比验算 计算长度附加系数k=1.0 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数μ=1.50(2步3跨查表《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001,2002年版)5.5.3) 立杆步距h=2.00m 立杆计算长度 o=kμh=1.00×1.50×2.00=3.00m 长细比λ= o/i=3000÷15.80=189.87 立杆长细比λ=189.87<[210],满足要求。 2、立杆稳定性验算 (1)荷载计算 立杆所受荷载包括: 脚手架结构自重、构配件自重及活荷。 其中: 1)脚手架结构自重包括: 立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重gk=0.0749kN/m 脚手架结构自重: NGlk=gk×H=0.075×28.00=2.10kN 2)构配件自重包括: 脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重 脚手板重量: 19×1.50×0.40×0.15=1.71kN 栏杆、挡脚板重量: 19×1.50×0.068=1.95kN 安全网重量: 28.00×1.50×0.002=0.08kN 构配件自重NG2k=1.71+1.95+0.08=3.74kN 3)活荷载包括: 施工荷载按2层作业计算(其中一层为结构施工,一层装修施工),查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001,2002版)表4.2.2,得NGk=1.50×0.40×(2.00+3.00)=3.00kN 风荷载标准值计算 风荷载标准值ωk=0.39kN/m2 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW=0.85×1.4Mωk =0.85×1.4ωklah2/10 =0.85×1.4×0.39×1.50×2.002÷10=0.28kN.m (2)轴心受压稳定性系数 lo=kμh=1.155×1.5×2.00=3.465m λ=lo/i=3465÷15.800=219.304 =0.152 (3)立杆稳定性验算 1)不组合风荷载时 N=1.2(NGlk+NG2k)+1.4ΣNQk =1.2×(2.10+3.74)+1.4×3.00=11.209kN N/( A)=11209÷0.152÷489.00=150.80N/mm2 2)组合风荷载时 N=1.2(NGlk+NG2k)+0.85×1.4ΣNQk =1.2×(2.10+3.74)+0.85×1.4×3.00=10.579kN N/( A)+MW/W=10579÷0.152÷489.00+281987÷5080=197.83N/mm2 立杆稳定性N/(φA)=197.83N/mm2<205N/mm2,满足要求。 五、连墙件计算 连墙件采用φ10mm钢筋,截面积为78.5mm2,fy=210N/mm2 按每个结构层花排设置,纵向间距取2跨,架体高度18.00m 连墙件轴向力设计值N1=N1W+N0,其中: 风压高度变化系数μz=1.56(标高+40m),基本风压ωo=0.50kN/m2 挡风系数 =0.868 背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数 μs=1.3 =1.1284 风荷载标准值ωk,=0.7×1.56×1.1284×0.50=0.62kN/m2 N1W=1.4ωkAω=1.4×0.62×3.00×2×1.50=7.76kN 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kN N1=N1W+N0=7.76+5.00=12.763kN σ=N1/A连墙件=12763÷78.5=162.59N/mm2 钢筋连墙件强度σ=162.59N/mm2<fy=210N/mm2,满足要求。 六、悬挑型钢梁计算 悬挑材料选采用16a号型钢 H=160mm,b=63mm,tw=7mm,wx=108000mm3, Ix=8660000mm4,S=173600mm3,E=20600N/mm2,f=215.00N/mm2, Fv=120.00N/mm2,t=10mm,fy=235N/mm2 (1)抗弯强度验算 L=0.80m,a=0.20m,N1=N2=N=11.21kN,γx=1.05 Mx=N[a+(L+a)]=11.21×(0.20+(0.80+0.20))=13.45kN.m σ=Mx/γxWx=13.45×106÷1.05÷108000=118.61 悬挑型钢梁抗弯强度σ=118.61N/mm2<215.00N/mm2,满足要求。 (2)抗剪强度验算 V=11.21×2=22.417kN τ=VS/IxTw=22417×173600÷8660000÷7=69.14N/mm2 悬挑型钢梁抗剪强度τ=69.14N/mm2<120.00N/mm2,满足要求。 (3)整体稳定验算 l1=1.00m,t=10mm =359100÷160×235÷235.00=2.24 =1.07-0.282÷2.24=0.94 =13.45×106÷0.94÷108000=131.88N/mm2 悬挑型钢梁整体稳定性=131.88N/mm2<215.00N/mm2,满足要求。 (4)挠度验算 ν1=N1(L+a)3/3EI=11209×1000000000÷5351880000000=2.1mm ν2=N2×L×a2×(3-a/L)/6EI =11209×32000000×2.75÷10703760000000=0.1mm 最大挠度ν=ν1+ν2=2.1+0.1=2.2mm<[ν]=l/400=2.5mm 悬挑型钢梁挠度ν=ν1+ν2=2.2mm<[ν]=2.5mm,满足要求。 七、验算悬挑梁锚固钢筋 L1=1.50m,HPB235钢筋,fy=210N/mm2 锚固点拉力R=N×(L+2a)/L1=11209×1200÷1500=8967N 预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算: 取φ14 As=2×153.86=307.72mm2 As×fy/R=307.72×210÷8967=7.21>2 锚固钢筋As×fy/R=7.21>2,满足要求。 八、计算结果 脚手架采用Φ48x3.5钢管,内立杆离墙0.20m,立杆底高度+6.00m 立杆步距2.00m,立杆纵距1.50m,立杆横距0.80m 连墙件按2步3跨布置
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