悬挑脚手架施工方案.docx
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悬挑脚手架施工方案
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
Φ48.3×3.6
脚手架搭设高度H(m)
89.7
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
140
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.35
立杆横距lb(m)
0.8
内立杆离建筑物距离a(m)
0.25
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
铁栏
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.1
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
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.1
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
广东江门市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.4
风荷载体型系数μs
1.13
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.62,0.74
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.73,0.33
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
1
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
127100
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
5260
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.04+0.1×0.8/(1+1))+1.4×2×0.8/(1+1)=1.22kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.04+0.1×0.8/(1+1))+2×0.8/(1+1)=0.88kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.22×1.352=0.22kN·m
σ=Mmax/W=0.22×106/5260=42.12N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.88×13504/(100×206000×127100)=0.756mm
νmax=0.756mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1350/150,10]=9mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.22×1.35=1.81kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.88×1.35=1.31kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.81kN
q=1.2×0.04=0.048kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.31kN
q'=0.04kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.37×106/5260=69.58N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=0.542mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[800/150,10]=5.33mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=0.93kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
双扣件
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=1.81/2=0.9kN≤Rc=0.9×12=10.8kN
横向水平杆:
Rmax=0.93kN≤Rc=0.9×12=10.8kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
89.7
脚手架钢管类型
Φ48.3×3.6
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/2×0.04/h)×H=(0.12+1.35×1/2×0.04/1.8)×89.7=12.1kN
单内立杆:
NG1k=12.1kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/1/2=(89.7/1.8+1)×1.35×0.8×0.1×1/1/2=2.75kN
单内立杆:
NG2k1=2.75kN
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=(89.7/1.8+1)×1.35×0.1×1/1=6.86kN
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.35×89.7=1.21kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.75+6.86+1.21=10.82kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=2.75kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(nzj×Gkzj)/2=1.35×0.8×(1×2)/2=1.08kN
内立杆:
NQ1k=1.08kN
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×(12.1+10.82)+0.9×1.4×1.08=28.86kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(12.1+2.75)+0.9×1.4×1.08=19.17kN
七、钢丝绳卸荷计算
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
8
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)
15.19
钢丝绳绳夹数量[n]
4
吊环设置
共用
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度(m)
6
脚手架卸荷次数N
4
第N次卸荷
卸荷点位置高度hx(m)
卸荷点净高hj(m)
钢丝绳上下吊点的竖向距离ls(m)
上吊点距内立杆下吊点的水平距离(mm)
上吊点距外立杆下吊点的水平距离(mm)
卸荷点水平间距(m)
1
27.55
15.75
3
250
1100
2.7
2
43.3
15.75
3
250
1100
2.7
3
59.05
15.75
3
250
1100
2.7
4
74.8
14.9
3
250
1100
2.7
钢丝绳卸荷
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法(共用)
第1次卸荷验算
α1=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/250)=85.24°
α2=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/1100)=69.86°
钢丝绳竖向分力,不均匀系数KX取1.5
P1=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×19.17×15.75/89.7×2.7/1.35=8.08kN
P2=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×28.86×15.75/89.7×2.7/1.35=12.16kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=8.08/sin85.24°=8.11kN
T2=P2/sinα2=12.16/sin69.86°=12.95kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1,T2]=12.95kN
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×12.95/(2×15.19)=1个≤[n]=4个
满足要求!
Pg=k×[Fg]/α=8×12.95/0.85=121.92kN
钢丝绳最小直径dmin=(Pg/0.5)1/2=(121.92/0.5)1/2=15.62mm
吊环最小直径dmin=(4A/π)1/2=(4×[Fg]/([f]π))1/2=4×12.95×103/(65π))1/2=16mm
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
第1次卸荷钢丝绳最小直径15.62mm,必须拉紧至12.95kN,吊环最小直径为16mm。
第2次卸荷钢丝绳最小直径15.62mm,必须拉紧至12.95kN,吊环最小直径为16mm。
第3次卸荷钢丝绳最小直径15.62mm,必须拉紧至12.95kN,吊环最小直径为16mm。
第4次卸荷钢丝绳最小直径15.19mm,必须拉紧至12.26kN,吊环最小直径为16mm。
八、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H
89.7
立杆截面抵抗矩W(mm3)
5260
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
506
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=2.7×103/15.9=169.81≤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=3.12×103/15.9=196.13
查《规范》表A得,φ=0.188
满足要求!
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k)×(hx1+(1-Kf)×(Hx顶-hx1)+max[6,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(12.1+10.82)+1.4×1.08)×(27.55+(1-0.8)×(74.8-27.55)+max[6,(1-0.8)×14.9])/89.7=13.91kN
σ=N/(φA)=13908.33/(0.188×506)=146.21N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k)×(hx1+(1-Kf)×(Hx顶-hx1)+max[6,(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(12.1+10.82)+0.9×1.4×1.08)×(27.55+(1-0.8)×(74.8-27.55)+max[6,(1-0.8)×14.9])/89.7=13.84kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.33×1.35×1.82/10=0.18kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=13835.85/(0.188×506)+184339.96/5260=180.49N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
九、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
焊接连接
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)
506
连墙件截面回转半径i(mm)
15.9
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
对接焊缝的抗拉、抗压强度[ft](N/mm2)
185
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.73×2×1.8×2×1.35=9.95kN
长细比λ=l0/i=600/15.9=37.74,查《规范》表A.0.6得,φ=0.9
(Nlw+N0)/(φAc)=(9.95+3)×103/(0.9×506)=28.35N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求!
对接焊缝强度验算:
连墙件的周长lw=πd=3.14×48.3=151.74mm;
连墙件钢管的厚度t=3.6mm;
σ=(Nlw+N0)/(lwt)=(9.95+3)×103/(151.74×3.6)=23.71N/mm2≤ft=185N/mm2
满足要求!
十、脚手架材料用量计算
脚手架杆部件名称
数量计算公式
用量(m)
备注
立杆
2H×(L/la+1)
18657.6
纵向水平杆
(2×(njj+nzj+nqj)+(2+n)×(H/h+1))×L
21000
防护栏杆+纵向水平杆
横向水平杆
(H/h+1)×(L/la+1)×lb
4160
横向斜撑
(H/h+1)×(L/la+1)×1/6×(h2+lb2)0.5
1707.14
6跨1设
连墙件
LH/(2la×2h)
1292
2步2跨,单位(根)
安全网
LH
12558
单位(㎡)
脚手板
(H/h+1)×1/1×L×lb
5600
1步1设,单位(㎡)
挡脚板
(H/h+1)×1/1×L
7000
1步1设
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)
1350
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)
1700
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
1150
3000
1100
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
13.91
350
1350
2
13.91
1150
1350
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=13.91/1=13.91kN
第2排:
F2=F2/nz=13.91/1=13.91kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=21.09×106/185000=114.01N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=28.18×1000×[94×1802-(94-6.5)×158.62]/(8×16600000×6.5)=27.58N/mm2
τmax=27.58N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=6.98mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=-12.16kN,R2=40.84kN
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=21.09×106/(1.05×185×103)+0×103/3060=108.58N/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)=21.09×106/(0.97×185×103)=117.62N/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
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)
1700
梁/楼板混凝土强度等级
C25
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=6.08kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=12.16×103/(3.14×162)=15.12N/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!
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