悬挑脚手架计算书
- 格式:pdf
- 大小:190.88 KB
- 文档页数:12
悬挑脚手架计算书
本计算书采用的公式及数据选自《建筑施工手册》(第4版)及《建筑施工扣件式钢管脚手
架安全技术规范》。计算内容包括:脚手架的整体稳定性、连墙件的强度验算、外挑型钢强度
的验算。
·悬挑式脚手架
1. 计算参数的确定
本工程为结构用双排扣件式脚手架,计算单元选择顶部5层脚手架,高度为=2.9×5=14.5m,
作业层为一层/=3KN/㎡;外脚手架的高度为100.6m,青岛地区的基本风压值ω0=0.5 KN/㎡;全
挂密目网,取密目网的挡风面积为50%。
脚手架的设计参数为:立杆纵距=1.5m,立杆横距=0.9m,步距h=1.8m,连墙件为二步三跨
设置,每一悬挑层内铺设2层竹笆脚手板(其中一层为作业层,另一层为防护层)。
其他计算参数为:立杆截面积A=489 mm2;立杆的截面抵抗矩W=5.08×103mm3;立杆的回
转半径=15.8mm。挡风面积An=1.5×1.8(1-0.089)×0.5+1.5×1.8×0.089=1.470㎡;迎风面积
Aw=1.5×1.8=2.7㎡;钢材的抗压设计强度=0.205 KN/mm2,连墙件的横距=4.5m,连墙件的竖距
=3.6m。
2. 脚手架整体稳定性的验算
2.1 荷载计算
(1)恒载的标准值Gk
Gk=Hi(gk1+ gk2)+n1lagk2
查表得=0.1058KN/m;=0.3587+ 0.2087=0.5674KN/m(板底支承间距0.75m,设防护栏杆,
其中0.2087 KN/m为防护层重量); =0.0768 KN/m;
Gk=17.5×(0.1058+0.0768)+1.5×0.5674=4.05 KN
(2)活载的标准值Qk
查表得=1.35 KN/m
=1.5×1.35=2.03KN
(3)风荷载的标准值ωk
查表得;由《建筑结构荷载规范》查得=1.67。
=0.7×0.653×1.67×0.5=0.38 KN/㎡
=1.5×0.653×0.38=0.37 KN/m
2.2 整体稳定验算
(1)确定材料强度附加分项系数
查表得;其中η= SQK/SGK=2.03/4.05=0.501,
λ=SWK/SGK=11.55/4.05=2.852
计算得=1.468
(2)计算设计轴心力
式中即,即,将和的数值代入得到:
=1.2(4.05+2.03)=7.296KN(3)计算风荷载弯距
(4)确定稳定系数
查表得μ=1.5,λ=uh/i=1.5×1.8/0.0158=119.62,查表得=0.452
(5)验算稳定
N′/ΨA+MW/W=7.296/0.452×489+144/5080=0.061KN/mm2
KN/mm2
故稳定性满足要求。
3. 连墙件的强度验算
(1)计算连墙件设计轴力
由风荷载引起的连墙件轴压力设计值
其中,挡风系数=0.653,=0.38 KN/㎡
=1.4×16.2×0.653×0.38=5.628KN
取值5KN
(2)连墙杆的强度验算
满足要求。
(3)扣件抗滑移承载力的验算(按双扣件计算)
扣件的抗滑设计承载力8KN>
满足要求。
4. 外挑型钢的验算
4.1 计算参数的确定
16#工字钢截面积A=2610mm2,Ix=1130×104mm4,W=141×103mm3,半截面面积距
S=81.9×103mm3,腹板厚度=6mm,自重设计荷载=1.2×205=246N/m;φ16圆钢截面积
A=201mm2;Q235钢抗拉设计强度=215N/mm2,抗剪设计强度=125N/mm2,弹性模量
E=2.06×105N/mm2。
作用在工字钢上的竖直集中荷载N
N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×4.05+1.4×2.03=7.7KN
4.2 内力计算
m=1.3m,m1=0.4m,=1.5m,
λ=m/l=1.3/1.5=0.87, λ1=m1/l=0.4/1.5=0.27
MA=-N(m+m1)-qm2/2=-7.7×(1.3+0.4)-0.246×1.32/2=-13.3KN.m
VA左=-(2N+qm)=-(2×7.7+0.246×1.3)=15.72 KN
RB=-N(λ+λ1)+(1-λ2)ql/2=-7.7×(0.87+0.27)+(1-0.872)×0.246×1.5/2=-8.73KN
4.3 工字钢的强度验算
(1)抗弯强度的验算
,其中截面塑性发展系数=1.05
Mx/γxWx=13.3×106/1.05×141×103=89.8 N/mm2<215N/mm2
故抗弯强度满足要求。
(2)抗剪强度的验算 VS/Itw=15.72×103×81.9×103/1130×104×6=19 N/mm2<125N/mm2
抗剪强度满足要求。
4.4 预埋卡环的强度验算
RB/2A=8.73×103/2×201=21.71 N/mm2<215N/mm2
Φ16mm预埋卡环的强度满足要求。
4.5 挠度验算
悬挑工字钢的挠度值应满足下式
٧]≥٧]=l/400=1300/400=3.25mm
代入数值得
5.65=٧mm>[3.25=[٧mm故悬挑工字钢的挠度不能满足要求,须在工字钢顶部增加悬拉、底部增加支撑。
3、悬挑水平支架抗弯强度验算
1)荷载计算(取8层的荷载)
脚手架所有钢管、扣件、跳板、安全网总重的55吨,立杆是104
排,总共208根,所以每根单立杆的恒载取2.6kN,
活荷载根据《JGJ130—2001》规定取5kN/m2.
则施工荷载=l
al
b×5=(1.6×0.9)×5=7.2 kN, 7.2÷2=3.6 kN
荷载N=1.2×2.6+1.4×3.6=8.16 kN
2) 计算简图
3)抗弯验算
最大弯矩
M
max=Fab2(3-b/l)/2l2
=8.16×0.402×0.9(3-0.4.0/1.2)/2×1.22
=0.84kN·m
σ=M
maxy
max/I
y
查表得: I
y=53.2×104mm4, y
max=70mm
σ=0.84×1000×1000×70/(53.2×104)
110.5N/mm2 < 215N/mm2
满足要求
4)A点的抗剪验算
A点反力R=11N/16=11×8.16/16=5.61kN
τ=R/A=5.61×1000/2131=2.6N/ mm2[τ]=0.8×[σ]=0.8×215=172 N/mm2
τ=2.6N/mm2<[τ]= 172 N/mm2满足要求
4、悬挑斜拉钢丝绳的抗拉强度验算
1) 计算简图(如右图)
2) 抗拉强度验算(取钢丝绳斜拉最小角度验算)
F×1.16(力矩)=N×0.4+N(0.4+0.9)
F=8.16×0.4+8.16(0.4+0.9)/1.16
F=11.96KN
选用φ15 6×37,公称抗拉强度1500N/m的 钢丝绳.查表得:
钢撕破断拉力总和Fg=132.0KN,
换算系数α=0.82
安全系数K=6
N=αFg/K=18.04 KN>11.96KN
满足要求
5、稳定性验算
计算高度取8×2.9=23.2m,施工荷载取3个作业层
1)恒载标准值
G
K=H
i(g
k1+ g
k3)+n
1l
ag
k2
查表得:g
k1=0.1058, g
k2=0.3587, g
k3=0.0728, n
1=3, l
a=1.6m
H
i=23.2m
G
k=23.2(0.1058+0.0728)+3×1.6×0.3587=5.86kN
2)施工荷载标准值:
Q
k=n
1l
aq
k
n
1=3, l
a=1.6m, 查表得:q
k=1.24
Q
k=3×1.6×1.24=5.95kN
3)风荷载标准值:W
k=l
aψw
k
w
k=0.7μ
sμ
zw
0
ψ=0.724, l
a=1.6m, μ
s=1×ψ=0.724, w
0=0.35, μ
z=3.74
w
k=0.7×0.724×3.74×0.35=0.6634
W
k=1.6×0.724×0.6634=0.7685
4)脚手架整体稳定性验算:
(1)确定材料强度附加分项系数γ
M
因组合风荷载,取γ
m=1.5607
(2)轴心力设计值N’=1.2(N
GK+N
QK)
=1.2(G
K+Q
K)
=1.2(5.86+5.95)=11.81kN
(3)风荷载弯矩M
w
M
w=0.12q
wkh2
=0.12×W
k×1.82
=0.12×0.7685×3.04
=0.2084kN
(4)确定稳定系数
查表得:μ=1.43
λ=μh/i=1.43×1.8÷0.1058=163
查表得:ψ=0.265
(5)稳定验算
0.9[ (N’/ψA) +M
w/W]≤f
c/γ
m
N’=11.81kN, M
w=0.2084KN·m, W=5×103mm3, ψ=0.265,
A=4.89×102mm2
f
C=0.2051Kn/mm2, γ
M=1.5607
代入数值
0.9[ (N’/ψA) +M
w/W]=0.0911