扣件式钢管脚手架设计计算实例详细版
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扣件式脚手架计算书计算依据:1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20112、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20113、《建筑结构荷载规范》GB50009-20124、《钢结构设计规范》GB50017-2003一、脚手架参数、荷载设计计算简图:立面图三、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 2 横杆抗弯强度设计值[f](N/mm 2) 205横杆截面惯性矩I(mm 4) 107800横杆弹性模量E(N/mm 2)206000 横杆截面抵抗矩W(mm 3)4490注禺銳向水平杆在上时*横向水 平杆上纵向水平杆棍數为不包會 两僧水平杆‘如本明側为2.纵、横向水平杆布置承载能力极限状态侧面图橫向水平秆q=1.2 2033+G kjb Xlb/(n+1))+1.4 G24b/(n+1)=1.2 ©033+0.35 0渤(2+1))+1.4 3>0.9/(2+1 )=1.43kN/m正常使用极限状态q'=(0.033+G kjb */(n+1))+G k X b/(n+1)=(0.033+0.35 0.9/(2+1))+3 0.9/(2+1)=1.04kN/m 计算简图如下:1、抗弯验算M max=0.1ql a2=0.1 为.43 沐.52=0.32kN m(T =M bax/W=0.32 X06/4490=71.46N/mm2< [f]=205N/mn?满足要求!2、挠度验算v ax=0.677q'l a4/(100EI)=0.677 1J04 X5004心00 206000 >107800)=1.602mmv ax= 1.602mm< [ v=]min[l a/150, 10]= min[1500/150, 10] = 10mm满足要求!3、支座反力计算承载能力极限状态R max=1.1ql a=1.1 X.43 1.5=2.35kN正常使用极限状态R max' =1.1q'l a=1.1 为.04 1.5=1.71kN四、横向水平杆验算承载能力极限状态由上节可知F i=R max=2.35kN q=1.2 %.033=0.04kN/m正常使用极限状态由上节可知F l'=R max'=1.71kN q'=0.033kN/m1、抗弯验算计算简图如下:2.35kN900弯矩图(kN m)(T =M bax/W=0.7 X106/4490=156.35N/mm2w满足要求!2、挠度验算计算简图如下: Z35kNOlO^NZ m1.71 kN 1.71 kNDlQ^N/mt,1 * J M i w i I iu ! 1 I J M n Fi i ;m F 1111 \jir > t 工入」ii mm i w工,JI、工門J >变形图(mm)v ax = 1.991mm< [ =]n[l b/150, 10]= min[900/150, 10] = 6mm满足要求!3、支座反力计算承载能力极限状态R max=2.37kN五、扣件抗滑承载力验算横杆与立杆连接方式单扣件扣件抗滑移折减系数0.75 扣件抗滑承载力验算:纵向水平杆:R max=2.35/2=1.18kN WR.75 卷=6kN横向水平杆:R max=2.37kN WR=0.75 8=6kN满足要求!六、荷载计算1立杆承受的结构自重标准值N G1k单外立杆:N Gik=(gk+l a>n/2 %.033/h) (I H-H i)=(0.129+1.5 2/2 @033/1.8) (5t.3-24)=4.28kN 单内立杆:N Gik=4.28kN双外立杆:N Gik=(gk+0.033+l a>h/2 /.033/h) H/=(0.129+0.033+1.5 2// /.033/1.8) 24=4.56kN 双内立杆:N GS1k=4.56kN2、脚手板的自重标准值N G2k1单外立杆:N G2k1=((H-H 1)/h+1) / //G kjb X1/2/2=((51.3-24)/1.8+1) 1.5 @9 /.35 //2/2=1.91kN 1/2表示脚手板2步1设单内立杆:N G2k1=1.91kN双外立杆:N GS2k1=H1/h 粕W /G kjb X1/2/2=24/1.8 1.5 /0.9 0.35 1/2/2=1.58kN 1/2表示脚手板2步1设双内立杆:N GS2k1=1.58kN3、栏杆与挡脚板自重标准值N G2k2单外立杆:N G2k2=((H-H1)/h+1) laG kdb X1/2=((51.3-24)/1.8+1) 1.5 0.14 1/2=1.7kN 1/2表示挡脚板2步1设双外立杆:N GS2k2=H1/h 粕G kdb %/2=24/1.8 15 0.14 1/2=1.4kN1/2表示挡脚板2步1设4、围护材料的自重标准值N G2k3单外立杆:N G2k3=G kmw Xa 御-H1)=0.01 *5 &1.3-24)=0.41kN双外立杆:N GS2k3=G kmw X la H仁0.01 X.5 24=0.36kN构配件自重标准值N G2k总计单外立杆:N G2k=N G2k1+N G2k2+N G2k3=1.91+1.7+0.41=4.02kN单内立杆:N G2k=N G2k1 = 1.91kN双外立杆:N GS2k=N GS2k1+N GS2k2+N GS2k3=1.58+1.4+0.36=3.34kN双内立杆:N GS2k=N GS2k1=1.58kN立杆施工活荷载计算外立杆:N Qik=la 耘X n jj M G kjj + n zj X3kzj)/2=1.5 0.9 总)3+1 X2)/2=3.38kN 内立杆:N Qik=3.38kN组合风荷载作用下单立杆轴向力:单外立杆:N=1.2 )N Gik+ N G2k)+0.9 X4 純Qik=1.2 )4.28+4.02)+0.9 )1.4 3.38=14.21kN单内立杆:N=1.2 XN G1k+ N G2k)+0.9 X4 N Q1k=1.2 .(4.28+1.91)+0.9 X.4 3.38=11.68kN双外立杆:N s=1.2)(N GS1k+ N GS2k)+0.9 1.4 N Q1k=1.2 g.56+3.34)+0.9 X.4 3.38=13.73kN双内立杆:N s=1.2)(N GS1k+ N GS2k)+0.9 1.4 N Q1k=1.2)(4.56+1.58)+0.9 X.4 3.38=11.62kN七、钢丝绳卸荷计算钢丝绳绳卡作法第1个吊点与上吊琲的水平距离第汁吊点与上吊点的水平距离钢丝绳卸荷累具套环S&彌细承力端2A L 120 , 注乂縄卡间動为cd-仏d 为钢丝绳直径钢丝绳钢丝绳连接吊环作法_(共第i次卸荷验算a =arcta n(l s/H s)=arcta n(3000/200)=86.19 °a=arcta n(l s/H s)=arcta n(3000/1100)=69.86 °钢丝绳竖向分力,不均匀系数K X取1.5P i=K f XK x XNXh j(n+i)/(H-H i) >H L/|F0.8 X.5 X1.68 送1/(51.3-24) 3/X5=21.56kNP2=K f X K x X N X h j(n+1)/(H-H1)林/1尹0.8 为.5 14.21 21/(51.3-24) 3/X5=26.23kN钢丝绳轴向拉力T1=P1/sin 1=21.56/si n86.19 =21.61kNT2=P2/sin 2=26.23/sin69.86 =27.94kN卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1, T2]=27.94kN绳夹数量:n=1.667[Fg]/(2T)=1.667 27.94/(2 15.19)=2个w [n]=个满足要求!P g=k X[F g]/ a =9X 27.94/0.85=295.8kN钢丝绳最小直径d min=(P g/0.5)1/2=(295.8/0.5)1/2=24.32mm吊环最小直径d min=(4A/ n)=(4 >[F g]/([f] 1俗=4 X27.94 103/(65 n1)2=24mm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24.32mm,必须拉紧至27.94kN,吊环最小直径为24mm。
50m高双排落地式扣件式钢管脚手架计算实例与问题中天建设集团有限公司武汉分公司1、前言国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001,以下简称新规范)已正式颁发,并要求自 2001年6月1 日起实施。
该规范对扣件式钢管脚手架的荷载、设计计算及构造要求作了统一而明确的规定,与过去一些规定和做法相比较,有不少改进与提高,脚手架的安全性与稳定性有更可靠的保证。
本文根据新规范的规定,在外挂密目安全网情况下,对常用的50m 高双排落地式扣件式钢管脚手架为实例作计算。
根据以往计算,纵、横向水平杆等受弯构件© 48 X3.5钢管的强度、挠度及连接扣件的抗滑承载力等,一般都能满足要求,故本计算予以简略。
2、脚手架搭设参数用钢管© 48 X3.5搭设建筑物高度为50m扣件式落地双排脚手架:立杆横距 l b=1.05m ,纵距 l a=1.2m ,步距 h=1.8m ;每 2 步铺一层竹笆板;施工作业层按二层计,每层施工活载为3KN/M 2;里立杆离外墙面0.4m ;小横杆二端外挑:里侧 0.3m ,外侧 0.15m ;距地面 200mm 设纵、横扫地杆;剪刀撑应在外侧立面整个长度和高度上连续设置;横向斜撑除拐角处应设置外,中间应每隔 6 跨设置一道;外立杆里侧满挂密目安全网、封闭施工;作业层栏杆设二层,上栏杆上皮高 1.2m ,中栏杆居中,挡脚板高0.18m 。
连墙杆根据计算要求设置。
3、永久荷载取值:3.1 脚手架结构自重(包括立杆、纵横向水平杆,剪刀撑,横向斜撑和扣件)查新规范附表 A-1 ,得N GIK=50 X0.1161=5.805KN3.2 构、配件自重,包括:(1 )竹笆板,按二步设一层计,50m 高共14 层,单位荷重按0.10KN/M 2计;N G2K-1 = (14 X1.2 X1.05 X0.10 )/2=0.882KN( 2)栏杆挡脚板(挡脚板仅设三层),查表 4.2.1-2N G2K-2 =3 X0.14 X1.2+11 X2 X1.2 X0.0384=1.518KN(3)密目安全网(自重按 0.01KN/M 2计)N G2K-3 =50 X1.2 X O.O仁0.60KN3.3 永久荷载共计N GK=5.805+0.882+1.518+0.60=8.805KN4、可变荷载4.1 施工荷载(施工作业层按二层,每层 3KN/M 2计)N QK=(3 X2 X1.2 X1.05 )/2=3.78 KN/M 24.2 水平风载(标准值)W K=0.7 a z □ s W o KN/M 2式中:a z —风压高度变化系数,按大城市近郊计,查《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87 )表 6.2.1 H=20m 为 1.25 ; H=30m 为 1.42 ;H=50m 为 1.67 ;a S—风载体型系数,据新规范表4.2.4,全圭寸闭脚手架,背靠开洞墙a S=1.3 © , ©为脚手架挡风系数;当步距为1.8m ,纵距为1.2m , 查新规范表A-3,对敞开式脚手架,© =0.099 ;W o—基本风压,上海为 0.55KN/M 2;必须指出,上述脚手架挡风系数是按未挂密目安全网敞开式时的计算值,但据《建筑施工安全检查标准》( JGJ59-99 )规定,在脚手架外立杆里侧,必须满挂密目安全网以保证安全,故挡风系数必须另算。
扣件式钢管脚手架计算书基本参数架子基本尺寸:本脚手架准备搭设总高度为37.3m ,立杆纵距b=1.5m ,立杆横距l=1.05m ,内立杆距外墙皮距离b1=0.4m,脚手架步距h=1.8m ;铺设钢脚手板层数4层,同时进行施工层数2层;脚手架与建筑结构连接点布置:竖向间距H1=5.1m ,水平距离L1=4.5m ,均布施工荷载:Qk=2kN/m 2。
一、立杆计算1、立杆计算长度h k l μ=0(m )k 为计算长度附加系数,取1.155;μ为考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,立杆横距为1.05m 、连墙件按二步三跨布置时查规范JGJ130-2001表5.3.3可得μ=1.50;h 为立杆步距,在此取1.8m ;m h k l 638.38.175.1155.10=⨯⨯==∴μ2、杆件长细比i l /0=λ的验算查规范JGJ130-2001附录B 可知48φ钢管的回转半径i =1.58cm ;2101990158.0 1.81.751)1(<=⨯⨯==∴取k i h k μλ 查规范JGJ130-2001表5.1.9,因此立杆长细比满足要求。
3、轴心受压构件稳定系数ϕ2300158.03.638===∴i h k μλ可查规范JGJ130-2001附录C 表C 得138.0=ϕ; 4、计算Af ϕ(KN )A 为48φ钢管截面积,查规范JGJ130-2001附录B 表B 可知289.4cm A =; f 为235Q 钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值,查规范JGJ130-2001表5.1.6可得2/205mm N f =;KN Af 65.182051089.4186.02=⨯⨯⨯=∴ϕ5、计算构配件自重标准值产生的轴向力k G N 2(KN )a p p ab k G l Q Q l a l N 2112)(5.0+∑+=a l 为立杆纵距,此处取1.5m 。
b l 为立杆横距,此处取1.05m 。
型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书计算依据:1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-20162、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20113、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-20104、《建筑结构荷载规范》GB50009-20125、《钢结构设计规范》GB50017-20036、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010架体验算一、脚手架参数安全网设置全封闭基本风压ω0(kN/m2) 0.31.429,1.429 风荷载体型系数μs 1 风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)0.429,0.429风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)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 4横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2) 205 横杆截面惯性矩I(mm4) 98900 横杆弹性模量E(N/mm2) 206000 横杆截面抵抗矩W(mm3) 4120纵、横向水平杆布置承载能力极限状态q=1.2×(0.03+G kjb×l b/(n+1))+1.4×G k×l b/(n+1)=1.2×(0.03+0.3×0.8/(4+1))+1.4×2×0.8/(4+ 1)=0.542kN/m正常使用极限状态q'=(0.03+G kjb×l b/(n+1))=(0.03+0.3×0.8/(4+1))=0.078kN/m计算简图如下:1、抗弯验算M max=0.1ql a2=0.1×0.542×1.52=0.122kN·mσ=γ0M max/W=1×0.122×106/4120=29.584N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算νmax=0.677q'l a4/(100EI)=0.677×0.078×15004/(100×206000×98900)=0.131mmνmax=0.131mm≤[ν]=min[l a/150,10]=min[1500/150,10]=10mm 满足要求!3、支座反力计算承载能力极限状态R max=1.1ql a=1.1×0.542×1.5=0.894kN正常使用极限状态R max'=1.1q'l a=1.1×0.078×1.5=0.129kN四、横向水平杆验算承载能力极限状态由上节可知F1=R max=0.894kNq=1.2×0.03=0.036kN/m正常使用极限状态由上节可知F1'=R max'=0.129kNq'=0.03kN/m1、抗弯验算计算简图如下:弯矩图(kN·m)σ=γ0M max/W=1×0.432×106/4120=104.854N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算计算简图如下:变形图(mm)νmax=0.212mm≤[ν]=min[l b/150,10]=min[800/150,10]=5.333mm满足要求!3、支座反力计算承载能力极限状态R max=1.802kN五、扣件抗滑承载力验算纵向水平杆:R max=1×0.894/2=0.447kN≤R c=0.9×8=7.2kN横向水平杆:R max=1×1.802kN≤R c=0.9×8=7.2kN满足要求!六、荷载计算1、立杆承受的结构自重标准值N G1k单外立杆:N G1k=(gk+l a×n/2×0.03/h)×H=(0.13+1.5×4/2×0.03/1.8)×20=3.603kN 单内立杆:N G1k=3.603kN2、脚手板的自重标准值N G2k1单外立杆:N G2k1=(H/h+1)×la×l b×G kjb×1/1/2=(20/1.8+1)×1.5×0.8×0.3×1/1/2=2.18kN 1/1表示脚手板1步1设单内立杆:N G2k1=2.18kN3、栏杆与挡脚板自重标准值N G2k2单外立杆:N G2k2=(H/h+1)×la×G kdb×1/1=(20/1.8+1)×1.5×0.16×1/1=2.907kN1/1表示挡脚板1步1设4、围护材料的自重标准值N G2k3单外立杆:N G2k3=G kmw×la×H=0.01×1.5×20=0.3kN5、构配件自重标准值N G2k总计单外立杆:N G2k=N G2k1+N G2k2+N G2k3=2.18+2.907+0.3=5.387kN单内立杆:N G2k=N G2k1=2.18kN立杆施工活荷载计算外立杆:N Q1k=la×l b×(n jj×G kjj)/2=1.5×0.8×(1×2)/2=1.2kN内立杆:N Q1k=1.2kN组合风荷载作用下单立杆轴向力:单外立杆:N=1.2×(N G1k+ N G2k)+1.4×N Q1k=1.2×(3.603+5.387)+ 1.4×1.2=12.468kN 单内立杆:N=1.2×(N G1k+ N G2k)+1.4×N Q1k=1.2×(3.603+2.18)+ 1.4×1.2=8.62kN 七、立杆稳定性验算立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m长细比λ=l0/i=2.7×103/16=168.75≤210满足要求!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=3.119m长细比λ=l0/i=3.119×103/16=194.906查《规范》表A得,φ=0.1912、立杆稳定性验算组合风荷载作用单立杆的轴心压力标准值N'=N G1k+N G2k=3.603+5.387=8.99kN单立杆的轴心压力设计值N=1.2(N G1k+N G2k)+1.4N Q1k=1.2×(3.603+5.387)+1.4×1.2=12.468kNM wd=φwγQ M wk=φwγQ(0.05ζ1w k l a H12)=0.6×1.4×(0.05×0.6×0.429×1.5×3.62)=0.21kN·m σ=γ0[N/(φA)+M wd/W]=1×[12468/(0.191×384)+210161.952/4120]=221.004N/mm2>[f]=205N/mm2 不满足要求,减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数!八、连墙件承载力验算lw k a长细比λ=l0/i=600/16=37.5,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896(N lw+N0)/(φAc)=(9.73+3)×103/(0.896×384)=36.999N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=1 74.25N/mm2满足要求!扣件抗滑承载力验算:N lw+N0=9.73+3=12.73kN>0.9×12=10.8kN不满足要求,增设连墙件!九、脚手架材料用量计算悬挑梁验算一、基本参数平面图立面图三、主梁验算主梁材料类型工字钢主梁合并根数n z 1主梁材料规格16号工字钢主梁截面积A(cm2) 26.1 主梁截面惯性矩I x(cm4) 1130 主梁截面抵抗矩W x(cm3) 141主梁自重标准值g k(kN/m) 0.205 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 主梁允许挠度[ν](mm)1/250荷载标准值:q'=g k=0.205=0.205kN/m第1排:F'1=F1'/n z=8.99/1=8.99kN第2排:F'2=F2'/n z=8.99/1=8.99kN荷载设计值:q=1.2×g k=1.2×0.205=0.246kN/m第1排:F1=F1/n z=12.47/1=12.47kN第2排:F2=F2/n z=12.47/1=12.47kN1、强度验算弯矩图(kN·m)σmax=γ0M max/W=1×20.144×106/141000=142.867N/mm2≤[f]=215N/mm2符合要求!2、抗剪验算剪力图(kN)τmax=γ0Q max/(8I zδ)[bh02-(b-δ)h2]=1×25.247×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=29.837N/mm2τmax=29.837N/mm2≤[τ]=125N/mm2符合要求!3、挠度验算变形图(mm)νmax=6.882mm≤[ν]=2×l x/250=2×1250/250=10mm符合要求!4、支座反力计算设计值:R1=-12.393kN,R2=38.034kN四、悬挑主梁整体稳定性验算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0.93。
文件编号:TP-AR-L7248In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.(示范文本)编订:_______________审核:_______________单位:_______________扣件式钢管脚手架设计计算实例(正式版)扣件式钢管脚手架设计计算实例(正式版)使用注意:该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。
根据《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)对外脚手架的规定;提出应该逐步淘汰竹脚手架,推广扣件式钢管脚手架。
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130-2001)对扣件式钢管脚手架的设计原则和计算方法都作出了规定。
笔者以该规范为依据,系统地对扣件式钢管脚手架的设计计算作如下阐述。
一、横向、纵向水平杆计算1.横向、纵向水平杆的抗弯强度按下式计算:σ=M/W≤f式中M—弯矩设计值,按M=1.2MGK+1.4MQK计算,MGK为脚手板自重标准值产生的弯矩,MQK为施工荷载标准值产生的弯矩。
W—截面模量,查表φ48×3.5mm钢管W=5.08cm³f—钢材的抗弯强度计算值,f=205N/mm²(1)横向水平杆的抗弯强度计算横向水平杆的内力时按简支梁计算如图1,计算跨度取立杆的横距l₀=80mm,脚手架横向水平杆的构造计算外伸长度a₁=300mm,a₂=100mm。
组合扣件式(落地+拉吊卸荷)钢管脚手架设计计算书1.计算参数设定(1)脚手架基本参数建筑物最大标高+54.50m,脚手架起搭标高为0m,脚手架最大标高+56.00m,采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式,设3个拉吊段分别是+14.00~+29.00m,+29.00~+41.00m,+41.00~+56.00m。
拉吊卸荷采用Φ14mm钢丝绳@1.50m,吊环Φ20mm。
脚手架采用Φ48×3.0钢管,内立杆离墙0.20m;立杆步距h=1.80m,立杆纵距L a=1.50m,立杆横距0.80m;横向水平杆在下,横向水平杆上设有2根纵向水平杆;连墙件按2步2跨布置,脚手架满铺冲压钢脚手板。
脚手架不完全卸荷采用:立杆向下传递20%荷载。
(2)钢管截面特征钢管Φ48×3.0mm,截面积A=424mm2,惯性矩I=107800mm4,截面模量W=4490mm3,回转半径i=15.9mm,每米长质量0.0326kN/m,Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=206000N/mm2。
(3)荷载标准值1)永久荷载标准值每米立杆承受的结构自重标准值为0.1069kN/m采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kN/m2栏杆和挡板采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,自重标准值为0.16kN/m,脚手架上吊挂的安全设施(安全网)自重标准值为0.010kN/m22)施工均布活荷载标准值装修脚手架为2.00kN/m2 ,结构脚手架为3.00kN/m23)风荷载风压高度变化系数μz=0.74;地面粗糙度按C类挡风系数=0.80 ,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数μs=1.3=1.3×0.80=1.04,工程位于广东高要,基本风压ω0=0.30kN/m22.纵向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重G K1=0.0326kN/m,脚手板自重G K2=0.30×0.27=0.08;施工活荷载Q K=3.00×0.27=0.80作用于纵向水平杆线荷载标准值永久荷载q1=1.2×(0.0326+0.08)=0.14kN/m;施工活荷载q2=1.4×0.80=1.12kN/m(2)纵向水平杆验算每根钢管长约6.00m,按四连续梁计算,L=1.501) 抗弯强度验算弯矩系数K M1=-0.107,M1=K M1q1L2=-0.107×0.14×1.502=-0.03kN·m弯矩系数K M2=-0.121,M2=K M2q2L2=-0.121×1.12×1.502=-0.30kN·mM max=M1+M2=0.03+0.30=0.33kN·mσ=M max/W=0.33×106/4490=73.50N/mm2纵向杆的抗弯强度σ=73.50N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
扣件式钢管脚手架风荷载标准值计算在搭建扣件式钢管脚手架时,风荷载是一个需要考虑的重要因素。
根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)中的规定,扣件式钢管脚手架的风荷载标准值需要根据一系列参数计算得出。
计算参数在计算扣件式钢管脚手架的风荷载标准值时,需要考虑以下参数:•扣件式钢管脚手架的高度;•扣件式钢管脚手架的单元面积;•环境风压力系数;•设计年限。
计算方法步骤一:计算风压力按照地形、建筑类型、设计风速确定到达设计风速的三秒平均风速,然后根据该风速计算风压力。
步骤二:计算单元结构将扣件式钢管脚手架分成一个个不可分割的单元结构,每个单元结构面积为1m²,即扣件式钢管脚手架的单元面积。
对于每个单元结构,计算出风荷载,即单元结构的面积乘以单位面积风荷载。
步骤四:计算风荷载标准值将所有单元结构的风荷载相加得到总风荷载,然后根据环境风压力系数和设计年限计算出风荷载标准值。
具体计算过程下面以具体的实例来说明扣件式钢管脚手架的风荷载标准值的计算过程。
假设扣件式钢管脚手架高度为10m,单元面积为1m²,环境风压力系数为0.6,设计年限为50年。
根据《建筑结构荷载规范》中的公式,可得到以下计算过程:步骤一:计算风压力假设设计风速为25m/s,对应的三秒平均风速为18m/s。
根据公式$p=0.6\\times \\frac{1}{2}\\times 1.3\\times v^2=0.7N/m^2$,可得到风压力为0.7N/m²。
步骤二:计算单元结构将扣件式钢管脚手架分成一个个不可分割的单元结构,每个单元结构面积为1m²。
每个单元结构的面积为1m²,根据公式F=pA=0.7×1=0.7N,可得到单元结构的风荷载为0.7N。
步骤四:计算风荷载标准值假设扣件式钢管脚手架的总面积为1000m²,那么扣件式钢管脚手架的总风荷载为1000×0.7=700N。
扣件式钢管脚手架设计计算实例根据《建筑施工安全检查标准》对外脚手架的规定;提出应该逐步淘汰竹脚手架,推广扣件式钢管脚手架。
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》对扣件式钢管脚手架的设计原则和计算方法都作出了规定。
笔者以该规范为依据,系统地对扣件式钢管脚手架的设计计算作如下阐述。
一、横向、纵向水平杆计算1.横向、纵向水平杆的抗弯强度按下式计算:σ=M/W≤f 式中M—弯矩设计值,按M=1.2MGK+1.4MQK计算,MGK为脚手板自重标准值产生的弯矩,MQK为施工荷载标准值产生的弯矩。
W—截面模量,查表φ48×3.5mm钢管W=5.08cm3 f—钢材的抗弯强度计算值,f=205N/mm2 横向水平杆的抗弯强度计算横向水平杆的内力时按简支梁计算如图1,计算跨度取立杆的横距l0=80mm,脚手架横向水平杆的构造计算外伸长度a1=300mm,a2=100mm。
图1 横向水平杆计算简图①永久荷载标准值gk 包括每米立杆承受的结构自重标准值0.136kN/m,脚手板自重标准值0.35kN/m2和栏杆与挡脚板自重标准值0.14kN/m gk=0.136+0.35×1.2+0.14 =0.696kN/m =696N/m 其中,图2a)等效于图2b)图2 结构自重计算简图②施工均匀活荷载标准值qk=3kN/m2×0.75m =2.25kN/m=2250N/m 图 3 施工荷载计算简图M=1.2MGK+1.4MQK =1.2×11.31+1.4×180 =265.57Nm 所以横向水平杆的抗弯强度满足安全要求。
纵向水平杆的抗弯强度按图4三跨连续梁计算,计算跨度取纵距la=1500mm。
F为纵向水平杆跨中及支座处的最大荷载,分别按静载P和活载Q进行计算,图4中作用支座上的F力在弯距计算时可以不用考虑。
图4 纵向水平杆计算简图①考虑静载情况:按图5静载布置情况考虑跨中和支座最大弯矩。
文件编号:GD/FS-3080(安全管理范本系列)扣件式钢管脚手架设计计算实例详细版In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑:_________________单位:_________________日期:_________________扣件式钢管脚手架设计计算实例详细版提示语:本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到实现简化管理过程,提高管理效率,实现预期的生产目标。
,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。
根据《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)对外脚手架的规定;提出应该逐步淘汰竹脚手架,推广扣件式钢管脚手架。
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130-2001)对扣件式钢管脚手架的设计原则和计算方法都作出了规定。
笔者以该规范为依据,系统地对扣件式钢管脚手架的设计计算作如下阐述。
一、横向、纵向水平杆计算1.横向、纵向水平杆的抗弯强度按下式计算:σ=M/W≤f式中M—弯矩设计值,按M=1.2MGK+1.4MQK计算,MGK为脚手板自重标准值产生的弯矩,MQK为施工荷载标准值产生的弯矩。
W—截面模量,查表φ48×3.5mm钢管W=5.08cm³f—钢材的抗弯强度计算值,f=205N/mm²(1)横向水平杆的抗弯强度计算横向水平杆的内力时按简支梁计算如图1,计算跨度取立杆的横距l₀=80mm,脚手架横向水平杆的构造计算外伸长度a₁=300mm,a₂=100mm。
图1 横向水平杆计算简图①永久荷载标准值gk包括每米立杆承受的结构自重标准值0.136kN/m(纵距1.5m,步距1.8m),脚手板自重标准值0.35kN/m²和栏杆与挡脚板自重标准值0.14kN/m(如图2)gk=0.136+0.35×1.2+0.14=0.696kN/m=696N/m其中,图2a)等效于图2b)图2 结构自重计算简图②施工均匀活荷载标准值qk=3kN/m²×0.75m=2.25kN/m=2250N/m(横向水平杆间距为0.75m)图3 施工荷载计算简图M=1.2MGK+1.4MQK=1.2×11.31+1.4×180=265.57Nm所以横向水平杆的抗弯强度满足安全要求。
(2)纵向水平杆的抗弯强度按图4三跨连续梁计算,计算跨度取纵距la=1500mm。
F为纵向水平杆跨中及支座处的最大荷载,分别按静载P和活载Q进行计算,图4中作用支座上的F力在弯距计算时可以不用考虑。
图4 纵向水平杆计算简图①考虑静载情况:按图5静载布置情况考虑跨中和支座最大弯矩。
图5 静载状况下计算简图M₁=0.175PlaMB=MC=-0.15Pla②考虑活载情况:Q=1/2qkl₀=1/2×2250×0.8=900N按图6、7两种活载最不利位置考试跨中最大弯矩。
图6 活载最不利状况计算简图之(1)图7 活载最不利状况计算简图之(2)M₁=0.213Qla按图8、9两种活载是最不利位置考虑支座最大弯矩。
图8 活载最不利状况计算支座弯矩之(1)图9 活载最不利状况计算支座弯矩之(2)MB=MC=-0.175Qla根据以上情况分析,可知图5与图6(或图7)这种静载与活载最不利组合时M₁跨中弯矩最大。
MGK=0.175Pla=0.175×522×1.5=137.03NmMQK=0.213Qla=0.213×900×1.5=287.55NmM=1.2MGK+1.4MQK=1.2×137.03+1.4×287.55=567.01Nm2.纵向、横向水平杆的挠度按下式计算:υ≤[υ]式中N ——挠度[υ]——容许挠度,按规范表格取l/150。
(1)横向水平杆的挠度①考虑静载情况(图2)查《建筑结构静力计算手册》中梁在均布荷载作用下的最大挠度表,用K₁、K₂值采用插入法求得系数。
式中E——钢材的弹性模量,E=2.06×10的5次方(原多次方位置应该标在右上位置,但word格式不支持)N/mm²I——φ48×3.5mm钢管的惯性矩,I=12.19cm 的4次方(原多次方位置应该标在右上位置,但word格式不支持)②考虑活载情况(图3)两种情况叠加,得所以横向水平杆的挠度满足安全要求。
(2)纵向水平杆的挠度①考虑静载情况(图5)②考虑活载情况(图4)两种情况叠加,得所以纵向水平杆的挠度满足安全要求。
3.纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑承载力应符合下式规定:R≤Rc式中R——纵向水平杆传给立杆的竖杆作用力设计值Rc——扣件抗滑承载力设计值,按规范表取Rc=800kN纵向水平杆与立杆连接时扣件受到的垂直作用力包括贴立杆的横向水平杆荷载F和M₁在扣件处引起的与F同向的最大剪力V之和。
F=1.2P+1.4 Q=1.2×522+1.4×900=1886.4NV=1.2×0.65P+1.4×0.575Q=1.2×0.65×522+1.4×0.575×900=1131.66NR=F+V=1886.4+1131.66=3018.06N所以纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑承载力满足安全要求。
二、立杆的稳定性计算立杆的稳定性按下列公式计算:式中N——计算立杆段的轴向力设计值。
——轴向受压构件的稳定系数。
A——立杆的截面面积,查表φ48×3.5mm钢管A=489mm。
Mω--计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩。
W——截面模量,查表φ48×3.5mm钢管W=5.08cm³。
f——钢材的抗压强度设计值,f=205N/mm²1.风荷载标准值ωk=0.7μzμsω₀式中ωk——风荷载标准值μz——风压高度变化系数,取μz=1.31μs——脚手架风荷载体型系数,取μs=1.3×0.089=0.1157ω₀——基本风压,汕头地区取ω₀=0.75kN/m²ωk=0.7μzμsω₀=0.7×1.31×0.1157×0.75=0.080kN/m²2.计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩3.轴向受压构件的稳定系数轴向受压构件的稳定系数,根据立杆长细比λ规范用表取值,当λ>250时,按=7320/λ²计算。
计算长度l₀=kμh,式中k为计算长度附加系数,取k=1.155;μ为考虑脚手架整体因素的单杆计算长度系数,按规范用表取μ=1.5;h为立杆步距。
l₀=kμh=1.155×1.5×1.8=3.12m,立杆的长细比λ=l₀/i,式中i为截面回转半径,查表φ48×3.5mm钢管i=1.58cm.λ=l₀/i=3.12/0.0158=197.5根据立杆长细比λ查规范用表得轴向受压构件的稳定系数=1.385。
4.立杆段的轴向设计值N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(1)脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K本工程架体共13步,实际架高H=13×1.8=23.4mNG1K=Hgk=23.4×0.1734=4.058kN=4058N(2)构配件自重标准值产生的轴向力NG2K每一立杆段需3个直接扣件,13个旋转扣件。
则NG2K=3×18.4+13×14.6=245N(3)施工荷载标准产生的轴力总和为ΣNQK外主杆可按一纵距内施工荷载总和的1/2取值ΣNQK=3000×0.8×1.5×(1/2)=1800N N=1.2(NG2K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK =1.2(4058+245)+0.85×1.4×1800=7305.6N5.验算立杆的稳定性所以立杆的稳定性满足安全要求。
三、立杆地基承载力计算1.地基承载力计算按下式计算:fg=kcfgk式中kc——脚手架地基承载力调整系数,对碎石取kc=0.4。
fgk——标准值,按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)的规定,对中密碎石fgk—400—700kPa取fgk—500kPa。
fg=kcfgk=0.4×500=200kPa2.立杆基础底央的平均压力应满足下式:P≤fg式中P——立杆基础底面的平均压力,P=N/AN——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值本工程每一立杆采用200×200mm木块垫在下面,则A=200×200=4×10的4次方(原多次方位置应该标在右上位置,但word格式不支持)mm²P=N/A=7305.6/(4×10的4次方(原多次方位置应该标在右上位置,但word格式不支持))=0.183Mpa=183kPa<fg=200kPa所以立杆地基承载力满足安全要求。
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