型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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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
架体验算
一、脚手架参数
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3.5
脚手架搭设高度H(m)
36.8
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)
1.3
立杆横距lb(m)
0.7
横向水平杆计算外伸长度a1(m)
0.15
内立杆离建筑物距离a(m)
0.25
双立杆计算方法
按双立杆受力设计
双立杆计算高度H1(m)
36.8
双立杆受力不均匀系数KS
0.6
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
1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
木挡脚板
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
结构脚手架作业层数njj
2
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
3
地区
广东惠阳
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.35
风荷载体型系数μs
1.13
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆、双立杆稳定性)
1.25,1.03,0.74
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆、双立杆稳定性)
0.5,0.41,0.29
计算简图:
立面图
侧面图
三、横向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
横向水平杆在上
纵向水平杆上横向水平杆根数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×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.038+0.3×1.3/(2+1))+1.4×3×1.3/(2+1)=2.02kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.038+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.038+0.3×1.3/(2+1))+3×1.3/(2+1)=1.47kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[2.02×0.72/8,2.02×0.152/2]=0.12kN·m
σ=Mmax/W=0.12×106/5080=24.38N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×1.47×7004/(384×206000×121900),1.47×1504/(8×206000×121900)]=0.183mm
νmax=0.183mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[700/150,10]=4.67mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=2.02×(0.7+0.15)2/(2×0.7)=1.04kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.47×(0.7+0.15)2/(2×0.7)=0.76kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.04kN
q=1.2×0.038=0.046kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.76kN
q'=0.038kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.37×106/5080=72.28N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=1.293mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1300/150,10]=8.67mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=2.43kN
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:
横向水平杆:
Rmax=1.04kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
纵向水平杆:
Rmax=2.43kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
36.8
双立杆计算高度H1
36.8
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
双外立杆:
NG1k=(gk+0.038+(lb+a1)×n/2×0.038/h)×H1=(0.12+0.038+(0.7+0.15)×2/2×0.038/1.8)×36.8=6.5kN
双内立杆:
NGS1k=6.5kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
双外立杆:
NGS2k1=H1/h×la×(lb+a1)×Gkjb×1/1/2=36.8/1.8×1.3×(0.7+0.15)×0.3×1/1/2=3.39kN
双内立杆:
NGS2k1=3.39kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
双外立杆:
NGS2k2=H1/h×la×Gkdb×1/1=36.8/1.8×1.3×0.17×1/1=4.52kN
4、围护材料的自重标准值NG2k3
双外立杆:
NGS2k3=Gkmw×la×H1=0.01×1.3×36.8=0.48kN
构配件自重标准值NG2k总计
双外立杆:
NGS2k=NGS2k1+NGS2k2+NGS2k3=3.39+4.52+0.48=8.39kN
双内立杆:
NGS2k=NGS2k1=3.39kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×(lb+a1)×(njj×Gkjj)/2=1.3×(0.7+0.15)×(2×3)/2=3.32kN
内立杆:
NQ1k=3.32kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
双外立杆:
Ns=1.2×(NGS1k+NGS2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(6.5+8.39)+0.9×1.4×3.32=22.03kN
双内立杆:
Ns=1.2×(NGS1k+NGS2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(6.5+3.39)+0.9×1.4×3.32=16.04kN
七、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H
36.8
双立杆计算高度H1
36.8
双立杆受力不均匀系数KS
0.6
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=2.7×103/15.8=170.89≤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=3.12m
长细比λ=l0/i=3.12×103/15.8=197.37
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
双立杆的轴心压力设计值NS=1.2×(NGS1k+NGS2k)+1.4×NQ1k=1.2×(6.5+8.39)+1.4×3.32=22.5kN
σ=KSNS/(φA)=0.6×22499.06/(0.186×489)=148.42N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
双立杆的轴心压力设计值NS=1.2×(NGS1k+NGS2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(6.5+8.39)+0.9×1.4×3.32=22.03kN
Mws=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.29×1.3×1.82/10=0.16kN·m
σ=KS(NS/(φA)+Mw/W)=0.6×(22034.96/(0.186×489)+155598.39/5080)=163.74N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、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×2×la=1.4×0.5×2×1.8×2×1.3=6.49kN
长细比λ=l0/i=600/15.8=37.97,查《规范》表A.0.6得,φ=0.9
(Nlw+N0)/(φAc)=(6.49+3)×103/(0.9×489)=21.49N/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=6.49+3=9.49kN≤0.9×12=10.8kN
满足要求!
悬挑梁验算
一、基本参数
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距(mm)
1300
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
几型锚固螺栓
锚固螺栓直径d(mm)
20
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
C25
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
215
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
1150
3300
1050
否
作用点号
各排立杆传至梁上荷载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
22.5
350
1300
2
22.5
1050
1300
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
q=1.2×gk=1.2×0.241=0.29kN/m
第1排:
F1=F1/nz=22.5/1=22.5kN
第2排:
F2=F2/nz=22.5/1=22.5kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=31.73×106/185000=171.49N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=45.36×1000×[94×1802-(94-6.5)×158.62]/(8×16600000×6.5)=44.39N/mm2
τmax=44.39N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=9.91mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=-19.6kN,R2=65.42kN
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=31.73×106/(1.05×185×103)+0×103/3060=163.33N/mm2≤[f]=215N/mm2
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《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得,φb=2.8
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0.97。
σ=Mmax/(φbWx)=31.73×106/(0.97×185×103)=176.93N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
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
几型锚固螺栓
几型锚固螺栓直径d(mm)
20
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C25
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
215
锚固螺栓1
锚固螺栓2
1、螺栓粘结力锚固强度计算
锚固点锚固螺栓受力:
N/2=9.8kN
螺栓锚固深度:
h≥N/(4×π×d×[τb])=19.6×103/(4×3.14×20×2.5)=31.19mm
螺栓验算:
σ=N/(4×π×d2/4)=19.6×103/(4×π×202/4)=15.59kN/mm2≤0.85×[ft]=182.75N/mm2
符合要求!
2、混凝土局部承压计算如下
混凝土的局部挤压强度设计值:
fcc=0.95×fc=0.95×11.9=11.3N/mm2
N/2=9.8kN≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(1002-3.14×202/4)×11.3/1000=219kN
注:
锚板边长b一般按经验确定,不作计算,此处b=5d=5×20=100mm
符合要求!
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- 型钢 脚手架 扣件 计算