普通型鋼懸挑腳手架計(jì)算書18_第1頁
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文檔簡介

1、普通型鋼懸挑腳手架計(jì)算書型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的計(jì)算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)、建筑施工安全檢查評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(JGJ59-2011)、建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范(JGJ80-91) 以及本工程的施工圖紙。 一、參數(shù)信息1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為 17.4 m,立桿采用單立桿;搭設(shè)尺寸為:立桿的縱距為 1.5m,立桿的橫距為0.9m,立桿的步距為1.8 m;內(nèi)排架距離墻長度為0.25 m;大橫桿在上,搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根;采用的鋼管類型為

2、48×3.0; 橫桿與立桿連接方式為單扣件;連墻件布置取兩跨,豎向間距 2.9 m,水平間距3 m,采用焊縫連接;2.活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):2.000;腳手架用途:裝修腳手架;同時(shí)施工層數(shù):2 層;3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處安徽馬鞍山市,基本風(fēng)壓0.35 kN/m2;風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z,計(jì)算連墻件強(qiáng)度時(shí)取0.92,計(jì)算立桿穩(wěn)定性時(shí)取0.74,風(fēng)荷載體型系數(shù)s 為0.214;4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.1248;腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300;欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.150;安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/

3、m2):0.005;腳手板鋪設(shè)層數(shù):4 層;腳手板類別:竹笆片腳手板;欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板;5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16a號(hào)槽鋼,其中建筑物外懸挑段長度1.5m,建筑物內(nèi)錨固段長度 2.3 m。錨固壓點(diǎn)螺栓直徑(mm):20.00;樓板混凝土標(biāo)號(hào):C25;6.拉繩與支桿參數(shù) 鋼絲繩安全系數(shù)為:6.000;鋼絲繩與墻距離為(m):2.900;懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié),最里面面鋼絲繩距離建筑物 1.2 m。 二、大橫桿的計(jì)算按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)第條規(guī)定,大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算,大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳

4、手板自重和施工活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.033 kN/m ;腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.3×0.9/(2+1)=0.09 kN/m ;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=2×0.9/(2+1)=0.6 kN/m;靜荷載的設(shè)計(jì)值: q1=1.2×0.033+1.2×0.09=0.148 kN/m;活荷載的設(shè)計(jì)值: q2=1.4×0.6=0.84 kN/m; 圖1 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強(qiáng)度驗(yàn)算跨中和支座最大彎距分別

5、按圖1、圖2組合??缰凶畲髲澗嘤?jì)算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1max=0.08×0.148×1.52+0.10×0.84×1.52 =0.216 kN·m;支座最大彎距計(jì)算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.148×1.52-0.117×0.84×1.52 =-0.254 kN·m;選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算: =Max(0.216×

6、106,0.254×106)/4490=56.57 N/mm2;大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 56.57 N/mm2 小于 大橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205 N/mm2,滿足要求!3.撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計(jì)算公式如下: max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中:靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= P1+P2=0.033+0.09=0.123 kN/m; 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =0.6 kN/m; 最大撓度計(jì)算值為: = 0.677×0.123×15004/(100×2.06×105&

7、#215;107800)+0.990×0.6×15004/(100×2.06×105×107800) = 1.544 mm;大橫桿的最大撓度 1.544 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500/150 mm與10 mm,滿足要求! 三、小橫桿的計(jì)算根據(jù)JGJ130-2011第條規(guī)定,小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算,大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值作為小橫桿集中荷載,在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:p1= 0.033×1.5 = 0.05 kN;腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值

8、:P2=0.3×0.9×1.5/(2+1)=0.135 kN;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=2×0.9×1.5/(2+1) =0.900 kN;集中荷載的設(shè)計(jì)值: P=1.2×(0.05+0.135)+1.4 ×0.9 = 1.482 kN; 小橫桿計(jì)算簡圖2.強(qiáng)度驗(yàn)算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和;均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.2×0.033×0.92/8 = 0.004 kN·m;集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:Mpmax =

9、 Pl/3Mpmax = 1.482×0.9/3 = 0.445 kN·m ;最大彎矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.449 kN·m;最大應(yīng)力計(jì)算值 = M / W = 0.449×106/4490=99.917 N/mm2 ;小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =99.917 N/mm2 小于 小橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205 N/mm2,滿足要求!3.撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和;小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計(jì)算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=5×0.033&#

10、215;9004/(384×2.06×105×107800) = 0.013 mm ;大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.05+0.135+0.9 = 1.085 kN;集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1084.95×900×(3×9002-4×9002/9 ) /(72×2.06×105×107800) = 1.264 mm;最大撓度和 = qmax + pmax = 0.013+1.2

11、64 = 1.277 mm;小橫桿的最大撓度為 1.277 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 900/150=6與10 mm,滿足要求! 四、扣件抗滑力的計(jì)算按規(guī)范表,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN,該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN??v向或橫向水平桿與立桿連接時(shí),扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.00 kN;R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值;大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1 = 0.033×1.5×2/2=0.05 kN;小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P2

12、 = 0.033×0.9/2=0.015 kN;腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P3 = 0.3×0.9×1.5/2=0.202 kN;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 2×0.9×1.5 /2 = 1.35 kN;荷載的設(shè)計(jì)值: R=1.2×(0.05+0.015+0.202)+1.4×1.35=2.211 kN;R < 8.00 kN,單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載的計(jì)算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容:(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值,為0.1248kN/m NG1

13、= 0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80×17.40 = 2.654kN;(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值;采用竹笆片腳手板,標(biāo)準(zhǔn)值為0.3kN/m2 NG2= 0.3×4×1.5×(0.9+0.2)/2 = 1.035 kN;(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值;采用竹笆片腳手板擋板,標(biāo)準(zhǔn)值為0.15kN/m NG3 = 0.15×4×1.5/2 = 0.45 kN;(4)吊掛的安全設(shè)施荷載,包括安全網(wǎng):0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.5×17.4 = 0.13 kN

14、;經(jīng)計(jì)算得到,靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.27 kN;活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和,立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 2×0.9×1.5×2/2 = 2.7 kN;考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.27+ 0.85×1.4×2.7= 8.337 kN;不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.27+1.4×2

15、.7=8.904kN;六、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算 Wk=0.7z·s·0其中 0 - 基本風(fēng)壓(kN/m2),按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)的規(guī)定采用:0 = 0.35 kN/m2; z - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù),按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)的規(guī)定采用:z= 0.74; s - 風(fēng)荷載體型系數(shù):取值為0.214;經(jīng)計(jì)算得到,風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: Wk = 0.7 ×0.35×0.74×0.214 = 0.039 kN/m2;風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為: Mw = 0.85 

16、15;1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.039×1.5×1.82/10 = 0.022 kN·m;考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 :N = 8.337 kN;不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A) f立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 :N = N'= 8.904kN;計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 :i = 1.59 cm;計(jì)算長度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)表得 : k = 1.155 ;計(jì)算長度系數(shù)參照建筑施工扣件式

17、鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)表得 : = 1.5 ;計(jì)算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定:l0 = 3.118 m;長細(xì)比: L0/i = 196 ;軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 := 0.188立桿凈截面面積 : A = 4.24 cm2;立桿凈截面模量(抵抗矩) :W = 4.49 cm3;鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 :f =205 N/mm2;考慮風(fēng)荷載時(shí) = 8336.844/(0.188×424)+22438.551/4490 = 109.585 N/mm2;立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 109.585 N/mm2 小于 立桿的抗壓

18、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2,滿足要求!不考慮風(fēng)荷載時(shí) = 8903.844/(0.188×424)=111.7 N/mm2;立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 111.7 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2,滿足要求!七、連墻件的計(jì)算連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)算:Nl = Nlw + N0連墻件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按腳手架頂部高度計(jì)算z0.92,s0.214,00.35,Wk = 0.7z·s·0=0.7 ×0.92×0.214×0.35 = 0.048 kN/m2;每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積

19、 Aw = 10.8 m2;按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN;風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN),按照下式計(jì)算:Nlw = 1.4×Wk×Aw = 0.729 kN;連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值 Nl = Nlw + N0= 5.729 kN;連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算:Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù);由長細(xì)比 l/i = 250/15.9的結(jié)果查表得到 =0.958,l為內(nèi)排架距離墻的長度; A = 4.24 cm2;f=20

20、5 N/mm2;連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為 Nf = 0.958×4.24×10-4×205×103 = 83.269 kN;Nl = 5.729 < Nf = 83.269,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!連墻件采用焊接方式與墻體連接,對(duì)接焊縫強(qiáng)度計(jì)算公式如下 = N/lwt fc 或 ft其中 N為連墻件的軸向拉力,N=5.729 kN;lw為連墻件的周長,取Lw=pi×d=150.796 mm;t為連墻件鋼管的厚度,t=3 mm;ft或fc為對(duì)接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度,取185.0 N/mm2;經(jīng)過焊縫抗拉強(qiáng)度 =5729.322 /( 15

21、0.796×3)= 12.665 N/mm2;經(jīng)過焊縫抗拉強(qiáng)度= 12.665 < ft =185;對(duì)接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度計(jì)算滿足要求! 連墻件對(duì)接焊縫連接示意圖八、懸挑梁的受力計(jì)算懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)算。懸臂部分受腳手架荷載N的作用,里端B為與樓板的錨固點(diǎn),A為墻支點(diǎn)。 本方案中,腳手架排距為900mm,內(nèi)排腳手架距離墻體250mm,支拉斜桿的支點(diǎn)距離墻體為 1200mm,水平支撐梁的截面慣性矩I = 866.2 cm4,截面抵抗矩W = 108.3 cm3,截面積A = 21.95 cm2。受腳手架集中荷載 N=1.2×4.27 +1.4&#

22、215;2.7 = 8.904 kN;水平鋼梁自重荷載 q=1.2×21.95×0.0001×78.5 = 0.207 kN/m; 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計(jì)算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)算得到 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN·m) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)各支座對(duì)支撐梁的支撐反力由左至右分別為:R1 = 9.977 kN; R2 = 8.692 kN; R3 = -0.074 kN。 最大彎矩 Mmax= 1.307 kN·m;最大應(yīng)力 =M/1.05W+N/A= 1.307×106 /( 1.05 &

23、#215;108300 )+ 6.193×103 / 2195 = 14.315 N/mm2;水平支撐梁的最大應(yīng)力計(jì)算值 14.315 N/mm2 小于 水平支撐梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 215 N/mm2,滿足要求!九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算水平鋼梁采用16a號(hào)槽鋼,計(jì)算公式如下 = M/bWx f其中b - 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù),按照下式計(jì)算: b = (570tb/lh)×(235/fy)經(jīng)過計(jì)算得到最大應(yīng)力b = (570tb/lh)×(235/fy)=570 ×10×63× 235 /( 3000×160

24、15;235) = 0.75由于b大于0.6,根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附表B,得到 b值為0.69。經(jīng)過計(jì)算得到最大應(yīng)力 = 1.307×106 /( 0.69×108300 )= 17.413 N/mm2;水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 = 17.413 小于 f = 215 N/mm2 ,滿足要求!十、拉繩的受力計(jì)算水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計(jì)算 RAH = RUicosi其中RUicosi為鋼繩的 拉力對(duì)水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點(diǎn)的支撐力 RCi=RUisini按照以上公式計(jì)算得到由左至右各鋼繩拉力為:RU1=10.798 kN;十一

25、、拉繩的強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計(jì)算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進(jìn)行計(jì)算,為RU=10.798 kN 選擇6×19鋼絲繩,鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度1700MPa,直徑20mm。 Fg = aFg/K其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN); Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN),查表得Fg257KN; - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù),對(duì)6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8。0.85; K - 鋼絲繩使用安全系數(shù)。K6。得到:Fg=36.408KN>Ru10.798KN。經(jīng)計(jì)算,選此型號(hào)鋼絲繩能夠滿足要求。鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進(jìn)行計(jì)算作為拉環(huán)的拉力N,為N=RU=10.798kN鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算公式為 = N/A

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