外脚手架悬挑型钢方案汇总Word文件下载.docx
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3.
型钢与立杆连接,根据立杆的间距在型钢上焊接Φ20的圆钢,将立杆套入Φ20的圆钢内。
四、质量保证措施
型钢及圆钢进场前应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯试验和硫、磷含量的质量保证书,检查外观尺寸是否符合规范要求。
按规范要求送样检测,合格后方可使用。
五、安全技术措施
型钢安装前,应向操作工人进行施工方案和安全操作规程的交底。
所用操作工人应持证上岗。
安全部门应提前对现场的危险源进行检查,做好周边的临边洞口的防护工作。
在安装前,先要对脚手架进行检查,需要对该部位的脚手架进行卸载,严禁上部工人操作。
5)
作业时,操作工人应系好安全带,戴好安全帽,在操作场所的周边须设置安全警戒线,并有专人监护。
六、悬挑型钢的计算
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为25.0米,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:
立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.00米,立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为48×
3.5,
连墙件采用3步3跨,竖向间距5.40米,水平间距4.50米。
施工均布荷载为3.0kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设4层。
悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度.30米,建筑物内锚固段长度2.40米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。
大横杆的计算
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值
P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值
P2=0.150×
1.000/3=0.050kN/m
活荷载标准值
Q=3.000×
1.000/3=1.000kN/m
静荷载的计算值
q1=1.2×
0.038+1.2×
0.050=0.106kN/m
活荷载的计算值
q2=1.4×
1.000=1.400kN/m
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×
0.106+0.10×
1.400)×
1.5002=0.334kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×
0.106+0.117×
1.5002=-0.392kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
=0.392×
106/5080.0=77.248N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
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:
静荷载标准值q1=0.038+0.050=0.088kN/m
活荷载标准值q2=1.000kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×
0.088+0.990×
1.000)×
1500.04/(100×
2.06×
105×
121900.0)=2.117mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
小横杆的计算:
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,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
P1=0.038×
1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值
1.000×
1.500/3=0.075kN
1.500/3=1.500kN
荷载的计算值
P=1.2×
0.058+1.2×
0.075+1.4×
1.500=2.259kN
小横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×
0.038)×
1.0002/8+2.259×
1.000/3=0.759kN.m
=0.759×
106/5080.0=149.370N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×
0.038×
1000.004/(384×
2.060×
121900.000)=0.02mm
集中荷载标准值P=0.058+0.075+1.500=1.633kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1632.600×
1000.0×
(3×
1000.02-4×
1000.02/9)/(72×
121900.0)=2.308mm
最大挠度和
V=V1+V2=2.328mm
小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
扣件抗滑力的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中
Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
1.荷载值计算
横杆的自重标准值
1.000=0.038kN
1.500/2=0.113kN
1.500/2=2.250kN
R=1.2×
0.113+1.4×
2.250=3.331kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN;
脚手架荷载标准值:
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(kN/m);
本例为0.1248
NG1=0.125×
25.000=3.120kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);
本例采用竹笆片脚手板,标准值为0.15
NG2=0.150×
1×
1.500×
(1.000+0.200)/2=0.135kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);
本例采用栏杆、木脚手板标挡板,准值为0.14
NG3=0.140×
1/2=0.105kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);
0.005
NG4=0.005×
25.000=0.187kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.547kN
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到,活荷载标准值NQ=3.000×
2×
1.000/2=4.500kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
W0——基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
W0=0.550
Uz——风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz=0.840
Us——风荷载体型系数:
Us=1.200
经计算得到,风荷载标准值Wk=0.7×
0.550×
0.840×
1.200=0.388kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×
1.4NQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.85×
1.4Wklah2/10
Wk——
风荷载基本风压标准值(kN/m2);
la——立杆的纵距(m);
h——立杆的步距(m)。
立杆的稳定性计算:
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=10.56kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.15;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=3.53m;
k——计算长度附加系数,取1.155;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.70;
A——立杆净截面面积,A=4.89cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);
经计算得到
=147.53
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
<
[f],满足要求!
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=9.61kN;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定;
u=1.70
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.224kN.m;
=178.51
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
6)
连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
Nl=Nlw+No
Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:
Nlw=1.4×
wk×
Aw
wk——风荷载基本风压标准值,wk=0.388kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=5.40×
4.50=24.300m2;
No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);
No=5.000
经计算得到Nlw=13.202kN,连墙件轴向力计算值Nl=18.202kN
连墙件轴向力设计值Nf=A[f]
其中
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=20.00/1.58的结果查表得到=0.97;
A=4.89cm2;
[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf=97.082kN
Nf>
Nl,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用扣件与墙体连接。
经过计算得到Nl=18.202kN大于扣件的抗滑力8.0kN,不满足要求!
连墙件扣件连接示意图
7)
悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C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。
悬臂单跨梁计算简图
支座反力计算公式
支座弯矩计算公式
C点最大挠度计算公式
其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l
本工程算例中,m=1300mm,l=2400mm,ml=200mm,m2=1200mm;
水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4,截面模量(抵抗矩)W=141.00cm3。
受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2×
3.55+1.4×
4.50=10.56kN
水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×
26.10×
0.0001×
7.85×
10=0.25kN/m
k=1.30/2.40=0.54
kl=0.20/2.40=0.08
k2=1.20/2.40=0.50
代入公式,经过计算得到
支座反力RA=27.654kN
支座反力RB=-5.950kN
最大弯矩MA=14.988kN.m
抗弯计算强度f=14.988×
106/(1.05×
141000.0)=101.233N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
受脚手架作用集中计算荷载N=3.55+4.50=8.05kN
水平钢梁自重计算荷载q=26.10×
10=0.21kN/m
最大挠度Vmax=6.137mm
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定,受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍,即2600.0mm
水平支撑梁的最大挠度小于2600.0/400,满足要求!
8)
悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下
其中b——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)附录B得到:
b=1.72
由于b大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用b'
查表得到其值为0.892
经过计算得到强度=14.99×
106/(0.892×
141000.00)=119.17N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算
9)
锚固段与楼板连接的计算:
1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=5.950kN
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[5950×
4/(3.1416×
50×
2)]1/2=9mm
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。
2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:
锚固深度计算公式
其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=5.95kN;
d——楼板螺栓的直径,d=14mm;
[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/mm2;
h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到h要大于5949.78/(3.1416×
14×
1.5)=90.2mm。
3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式
b——楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=70mm;
fcc——混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=13.59N/mm2;
经过计算得到公式右边等于64.5kN
楼板混凝土局部承压计算满足要求!
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- 脚手架 型钢 方案 汇总