悬挑脚手架计算书

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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

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