(江苏)悬挑脚手架计算书
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可编辑修改精选全文完整版脚手架计算书一.计算条件:本工程脚手架采用扣件式钢管脚手架,用于地上及地下室部分,双排脚手架用在外墙的施工,悬挑脚手架用在裙楼的施工,满堂脚手架用于顶板支撑。
脚手架立杆横距b=1.05m,立杆纵距l=1.50m,脚手架步距h=1.80m。
内立杆距建筑物外墙皮距离为0.5米,铺设5cm 厚木脚手板。
连墙件的竖向距离H=2h=3.60m,水平距离L1=3l=4.5m。
脚手架钢管规格为Ф48×3.5,钢管、挡脚板、安全网、护拦等自重查阅相关建筑结构荷载规范,施工荷载Q k=3.0KN/m2。
二.扣件式钢管脚手架荷载的传递与计算简图该工程脚手架的受力均可简化为:脚手板---横杆---立杆---基础,扣件是脚手架的连接件和传力杆,因脚手架在纵向设有足够的剪刀撑,因而脚手架的纵向刚度比横向抗弯刚度大得多,故可将扣件式钢管脚手架的验算简化为由横向两立柱与小横杆组成的一榀脚手架为计算单元,若上下步脚手架传递荷载的横杆分别装于立柱的不同侧面。
则有利于减小因扣件联结对立柱所产生的偏心受荷影响,使偏心减小至最小限度。
因此荷载的偏心影响可以忽略不计,因此,脚手架的计算简图可简化为:三.验算脚手架的整体稳定性脚手架结构的整体稳定性验算按下公式计算:N /(ΦA)≦K A K Hƒ其中:N——压杆的轴心压力,按N=1.2(n.N GK1+N GK2)+1.4N QK计算N GK1——脚手架一步一纵距自重产生的轴心力,查相关规范。
(取值为0.442KN)N GK2——脚手板、栏杆、安全网等一步一纵距产生的轴心力,查相关规范。
(取值为2.95KN)N QK——一个纵距内脚手板上堆积物、各操作人员等标准荷载所产生的轴力,查相关规范。
(取值为6.3KN)———脚手架的步距数。
A———脚手架内、外排立杆的毛截面积之和。
Ф———压杆整体稳定性系数,换算长细比λoX= λXK H———高度调整系数:K H=1/[1+(H/100)]。
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A n=1.5×1.8(1-0.089)×0.5+1.5×1.8×0.089=1.470㎡;迎风面积A w=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G kG k=H i(g k1+ g k2)+n1l a g k2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;G k=17.5×(0.1058+0.0768)+1.5×0.5674=4.05 KN(2)活载的标准值Q k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。
悬挑脚手架计算书悬挑脚手架:本工程采用悬挑脚手架,采用14a槽钢,槽钢间距为1.5m。
有关参数及计算书如下:1、参数:(1)φ48,厚3.0mm钢管立杆纵距:l=1.5m,横距b=1.0m,步距1.5m步数n=10步,H0=1.5×10=15m铺脚手片层数n1=10步钢管自重=33.3N/m,扣件自重=15.5N/个脚手片自重=300 N/m2,挡脚板=36 N/m安全网=40 N/m(2)14a槽钢截面面积:A=18.5×102mm2截面抵抗矩:W=80.5×103mm3每米自重:q=0.15KN/m2、立杆所承担的轴心压力计算:脚手板荷载P1=(B/2+b)×l×q1×n2=(1.0/2+0.2)×1.5×0.35×4=1.47 kN式中q1——脚手板荷载,q1=0.35kN/m2;n1——脚手板铺设层数,n1=4.0。
脚手架自重P2=n2[q2(h+l+B/2+b)+Q]=10×[0.033(1.5+1.5+1.0/2+0.2)+0.020] =1.42kN式中q2——钢管自重,q2=0.033kN/m(φ48×3.0);Q——扣件重,按二个直角扣件计算,Q=0.020kN;N2——立杆步数;n2=10底层每根立杆所承担的轴心压力NN=[γG(P1+P2)]=[1.2×(1.47+1.42)]=3.47kN3、槽钢承载力的验算:槽钢外挑1.35m。
计算槽钢的受力槽钢最大受力点为与楼面接触点M= N×(1.3+0.3)+q×1.35×1.35/2=5.69KN•mб=M/W=70.67N/mm2 <f=215N/mm2,14a槽钢可满足抗弯要求。
抗剪验算:剪力F =6.94KNτ=F/A=6940/1850=3.75N/mm2<fv=125 N/mm2,满足抗剪要求。
悬挑脚手架计算书一、工程概况本工程为_____,位于_____,建筑高度为_____m,结构形式为_____。
为满足施工需要,拟在建筑物_____侧设置悬挑脚手架。
二、编制依据1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)2、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)3、《钢结构设计规范》(GB50017-2017)4、本工程施工图纸及施工组织设计三、脚手架设计参数1、脚手架立杆横距 Lb = 105m,立杆纵距 La = 15m,步距 h =18m。
2、内立杆距建筑物距离 a = 03m。
3、脚手架搭设高度 H = 20m。
4、悬挑梁选用 16 号工字钢,长度为 L = 3m,悬挑长度 l1 = 13m,锚固长度 l2 = 17m。
5、连墙件采用两步三跨设置,竖向间距 36m,水平间距 45m。
四、荷载计算1、恒载标准值 G1k每米立杆承受的结构自重标准值 gk1 = 01248kN/m脚手板自重标准值 gk2 = 035kN/m²栏杆与挡脚板自重标准值 gk3 = 014kN/m安全网自重标准值 gk4 = 001kN/m²2、活载标准值 Qk施工均布活荷载标准值 Qk1 = 3kN/m²风荷载标准值ωk风荷载标准值应按照以下公式计算:ωk =07μzμsω0其中,μz 为风压高度变化系数,μs 为风荷载体型系数,ω0 为基本风压。
本工程地处_____,基本风压ω0 = 03kN/m²。
风压高度变化系数μz 按《建筑结构荷载规范》取值。
风荷载体型系数μs =13φ,φ 为挡风系数。
挡风系数φ = 12An/Aw其中,An 为挡风面积,Aw 为迎风面积。
五、纵向水平杆计算1、强度计算最大弯矩 Mmax = 01q1l²+ 0117q2l²其中,q1 为恒载均布线荷载标准值,q2 为活载均布线荷载标准值。
弯曲应力σ = Mmax/WW 为纵向水平杆的截面抵抗矩。
悬挑式扣件钢管脚手架计算书钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)。
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为16.8米,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.05米,立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为48×3.0,连墙件采用2步2跨,竖向间距3.60米,水平间距3.00米。
施工均布荷载为3.0kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设3层。
悬挑水平钢梁采用[16b号槽钢U口水平,其中建筑物外悬挑段长度1.50米,建筑物内锚固段长度3.00米。
悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结,最外面支点距离建筑物1.45m。
拉杆采用钢管100.0×10.0mm。
一、大横杆的计算:大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m活荷载标准值 Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m活荷载的计算值 q2=1.4×1.050=1.470kN/m大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:跨中最大弯矩为M1=(0.08×0.109+0.10×1.470)×1.5002=0.350kN.m 支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为M2=-(0.10×0.109+0.117×1.470)×1.5002=-0.412kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:=0.412×106/4491.0=91.632N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m活荷载标准值q2=1.050kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×107780.0)=2.511mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!二、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
悬挑脚手架计算书
悬挑脚手架计算书
1. 引言
1.1 本文档旨在提供一个悬挑脚手架计算书的模板范本,以供参考使用。
1.2 悬挑脚手架是一种在工程施工中常用的支撑设备,本文档将详细介绍悬挑脚手架的计算方法和步骤。
2. 悬挑脚手架计算基础
2.1 悬挑脚手架的定义和特点
2.2 悬挑脚手架的组成部分和功能
2.3 悬挑脚手架的施工要求和安全标准
3. 悬挑脚手架计算步骤
3.1 确定悬挑脚手架的使用条件和工作荷载
3.2 确定悬挑脚手架的几何参数和结构布置
3.3 进行悬挑脚手架的承载能力计算
3.4 进行悬挑脚手架的稳定性计算
3.5 进行悬挑脚手架的结构材料选择和验算
4. 悬挑脚手架计算实例
4.1 实例一:悬挑脚手架的水平荷载计算
4.2 实例二:悬挑脚手架的竖直荷载计算
4.3 实例三:悬挑脚手架的承载能力计算
4.4 实例四:悬挑脚手架的稳定性计算
5. 悬挑脚手架计算结果和结论
5.1 悬挑脚手架的工作荷载和几何参数
5.2 悬挑脚手架的承载能力和稳定性
5.3 结论和建议
6. 附件
6.1 悬挑脚手架的平面布置图
6.2 悬挑脚手架的荷载分布图
6.3 悬挑脚手架的验算表格
7. 法律名词及注释
7.1 施工安全法:指国家制定的相关法律法规,主要涉及施工安全和劳动保护等方面的规定。
7.2 建筑工程施工规范:指国家发布的关于建筑工程施工中各项要求和规范的文件,用于指导和监督施工工作。
悬挑脚手架计算书本工程脚手架设计执行规范与计算依据:(1) 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)(2) 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(3) 《建筑地基基础工程设计规范》(GB50202-2002)(4) 《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)(5) 《密目式安全立网》国家标准(GB16909-1997)(6) 《钢结构设计规范》(GB50017-2003)(7) 《建筑施工脚手架实用手册》,中国建筑工业出版社一、基本参数1.计算脚手架的尺寸高度: H=12.6(m)长度: L=20(m)宽度: W=10(m)脚手架背靠建筑物为框架结构2.脚手架杆件布置步距: h=1.8 (m)纵距: la=1.5 (m)排距: lb=1.1 (m)内立杆距墙: b=0.3 (m)小横杆在下,大横杆在上。
连墙杆布置:二步三跨安全网:2300目/100cm^23.荷载参数施工荷载: q1=2 (kN/m^2)脚手板荷载: q2=0.35 (kN/m^2)钢管自重: q3=3.54 (kg/m)栏杆与挡板荷载:q4=0.14 (kN/m)吊挂安全网荷载:q5=0.005 (kN/m^2)风荷载: W0=0.45 (kN/m^2)同时施工脚手架层数: n1=1脚手板铺设层数: n2=74.工地实际使用48mm×3.2mm钢管的技术参数惯性矩 I=11.36 (cm^4)截面模量 W=4.732 (cm^3)截面积 A=4.504 (cm^2)回转半径 i=1.588 (cm)弹性模量 E=2.06×10^5 (N/mm^2)Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值 f=205 (N/mm^2)二、计算书1.纵向、横向水平杆的强度和挠度及扣件抗滑承载力计算(1)纵向水平杆(大横杆)纵向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算。
纵向水平杆自重标准值: q11=0.0346(kN/m)脚手板自重标准值: q12=0.35×1.1×0.367 = 0.1412(kN/m)可变荷载标准值: q21=2×1.1×0.367 = 0.8074(kN/m)永久荷载设计计算值: q1=1.2×(0.0346+0.1412) = 0.2111(kN/m) 可变荷载设计计算值: q2=1.4×(0.8074) = 1.1303(kN/m)(a) 跨中最大弯矩、挠度(b)支座最大弯矩、挠度图1 纵向水平杆计算简图a.跨中最大弯矩值: Mmax1=0.08q1×l^2+0.101q2×l^2= (0.08×0.2111+0.101×1.1303)× 2.25= 0.2948(kN.m)b.支座最大弯矩值: Mmax2=0.1q1×l^2+0.117q2×l^2= (0.1×0.2111+0.117×1.1303)× 2.25= 0.3450(kN.m) 取a、b中的最大值: Mmax=0.3450(kN.m) 进行强度计算=(0.3450/4.732)×1000=72.923(N/mm^2) < f=205 (N/mm^2), 纵向水平杆抗弯强度满足抗压要求。
悬挑脚手架受力计算书关键信息项:1、脚手架的类型及规格2、悬挑梁的材料及尺寸3、荷载取值及组合4、计算模型及假设5、各杆件的受力分析6、稳定性验算结果7、强度验算结果8、锚固节点的受力计算1、引言11 本协议旨在提供悬挑脚手架的受力计算过程和结果,以确保脚手架在使用过程中的安全性和稳定性。
2、脚手架概况21 描述脚手架的布置形式,包括立杆间距、横杆步距、悬挑长度等。
22 说明脚手架所使用的材料,如钢管的规格、材质等。
3、荷载取值31 恒载:包括脚手架自身的重量、构配件的重量等。
311 详细列出每一项恒载的取值依据和计算方法。
32 活载:施工人员、材料等产生的荷载。
321 明确活载的取值标准和分布情况。
4、悬挑梁设计41 介绍悬挑梁所选用的材料,如工字钢、槽钢等。
42 给出悬挑梁的截面尺寸和长度。
43 计算悬挑梁的自重。
5、计算模型及假设51 建立力学计算模型,明确边界条件和约束情况。
52 阐述计算中所做的假设,如节点的连接方式、杆件的变形特性等。
6、各杆件的受力分析61 对立杆进行轴向压力计算。
611 考虑不同工况下立杆所受的荷载。
62 横杆的受力计算,包括弯矩、剪力等。
621 分析横杆在荷载作用下的变形情况。
7、稳定性验算71 按照相关规范要求,对脚手架的整体稳定性进行验算。
711 给出稳定性系数的计算方法和取值。
72 验算立杆的稳定性。
8、强度验算81 对各杆件的强度进行验算,确保其满足设计要求。
811 计算杆件的应力,并与材料的强度设计值进行比较。
9、锚固节点的受力计算91 分析悬挑梁与建筑物锚固节点的受力情况。
911 验算锚固钢筋或螺栓的强度。
10、结论101 总结悬挑脚手架受力计算的结果,明确其是否满足安全要求。
102 提出在施工过程中应注意的事项,以保证脚手架的安全使用。
11、附则111 本协议仅适用于特定的悬挑脚手架设计和施工条件。
112 如有变更或调整,应重新进行受力计算和协议修订。
目录第一章建筑施工悬挑式钢管脚手架结构计算1、基本设计规定2、荷载3、设计计算3.1、脚手架架体计算3.2、悬挑梁计算第二章建筑施工悬挑式钢管脚手架结构计算实例1、工程概况2、脚手架搭设方案2.1、脚手架搭设概况2.2、脚手架平面布置图、立面图、剖面图2.3、脚手架搭设的构造要求2.4、脚手架搭设的安全措施2.5、槽钢梁式悬挑脚手架计算书2.5.1、计算参数2.5.2、杆件抗弯强度及挠度计算2.5.3、扣件抗滑力计算2.5.4、脚手架荷载标准值计算2.5.5、立杆的稳定性计算2.5.6、连墙件的计算2.5.7、槽钢外伸梁计算(1)、绘制计算简图及剖面图(2)、外伸钢梁弯曲强度计算(3)、外伸钢梁整体稳定性计算(4)、外伸钢梁刚度计算(5)、支座A处锚环校核(6)、斜拉钢丝绳计算第一章建筑施工悬挑式钢管脚手架架体结构计算一、基本设计规定:1、脚手架的承载能力应按概率极限状态设计法的要求,采用分项系数设计表达式进行设计。
2、计算构件的强度,稳定性与连接强度时,应采用荷载效应基本组合的设计值,永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数应取1.4。
3、脚手架的受弯构件,尚应根据正常使用极限状态的要求验算变形。
验算构件变形时,应采用荷载短期效应组合的设计值。
4、当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55mm时,立杆稳定性计算中不考虑此偏心距的影响。
5、有关极限状态的概况:○1承载能力极限状态——结构或结构构件达到其最大承载能力或出现不适于继续承载的变形的某一特定的状态。
如a刚体失去平衡,b结构构件或连接节点构造的承载因超过材料的强度而破坏或出现过度的塑性变形,c结构或构件失稳。
在脚手架设计时主要考虑承载能力的极限状态,脚手架整体或局部丧失稳定破坏是脚手架破坏的主要危险所在,应是最主要的设计计算项目。
○2正常使用极限状态——结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的特定状态。
二、荷载2.1、荷载分类2.1.1、作用于脚手架的荷载可分为永久荷载(恒荷载)与可变荷载(活荷载)。
悬挑式脚手架设计计算书已知条件:立杆横距b=1.20,立杆纵距l=1.50,内立杆距建筑物外墙皮距离m=0.20m,步距h=1.80m。
铺设脚手架按规定层考虑,装修施工可同时进行,装修施工层数2层,基本风压W=0.35Kn/m2。
脚手架与建筑物连接点的布置,其竖向间距H=3L=5.40m,水平距离L=3L=4.50m。
其他计算参数为:立杆截面积A=489mm2,立杆截面抵抗矩W=5.08*103mm3,立杆回转半径I=15.85mm,挡风面积A=1.1*1.5+(1.8-1.1)*0.05=1.69m2,相应的迎风面积An=1.8*1.5=2.7m2。
钢材抗压强度设计值fc=205N/mm2。
根据规定施工荷载:结构施工用荷载标准值:装修施工用荷载标准值:1. 试验算单根立杆其允许搭设高度:(1)由h=1.8m,H2=3h,b=1.20m,查表4-4-10得:фaf=35.559KN(2)由b=1.20m,l=1.50m,脚手板4层,查表4-4-5得:N GK2=3.215KN (3)由b=1.20m,l=1.50m,结构施工荷载Q K=3.0KN/m2,查表4-4-6得:N QK=6.978KN:装修施工荷载Q K=2.0KN/m2,两层同时操作,查表4-4-6得:N QK=9.30KN(4)由h=1.80ml=1.50m,查表4-4-4得:N QK=0.442KN(5)将以上数据代入式4-4-11和4-4-12中,其中:K A=0.85,并采用单根立管得:(结构施工):H=K AΦAF-1.30(1.2N gks+1.4Nqk)g/1.2N GKL=42.45m最大允许高度为:Hmax=H/1+h/100=29.8m(装修施工):H=28.11m,最大允许搭设高度为:H max=21.9m本工程采用悬挑双排外架子,设一道挑梁,最大搭设高度为,均小于允许最大搭设高度,故满足要求。
2. 脚手架立杆整体稳定验算:考虑风荷载,按公式4-4-5进行验收:N/ΦA+M/bA1=K A K n f①计算Φλ值:由b=1.20m,H1=3h=5.04m,计算λx:λx=2H1/b=9由b=1.20m,H1=3h,查表4-4-9得:μ=22.4∵λox=μλx=201.6,查表:4-4-7得:Φ=0.178②计算风压标准值:WK=0.71aΦμsμW o其中:Φ=A n/A w=1.69/2.70=0.626查表:5-6得:μs=1.0则μs=0.626由《建筑结构荷载规范》表6.2.1中查得μz=1.2则有:Wk=0.173KN/m2③作用于格构式杆风载:q=1.4LW K=1.4*1.5*0.173=0.363KN/m2④风荷载产生弯矩值M:M=QH12/8=0.363*5.42/8=1.32KN/m2⑤将以上数据代入式:N/ΦA+Mba1≤K A K H f其中:A1=489mm2,b=1.20m,K A=0.85,K H=0.83. 脚手架与建筑结构的连接计算:4. 小横杆验算:杆间距C=0.75m①强度计算:因为q恒所占比重较小,因此,可偏于安全简化,按下式计算Mmax Mmax=(q活+q恒)b2/8=qb2/2Q=1.2(GC+gk)+1.4K Q Q MC式中:Gk----脚手板自得查表得C ----小横杆间距C=0.75mGs---钢管单位长度自重查表4-4-18得gk=38N/mK Q---施工活荷载不均匀分布系数取K Q=1.26Qk---施工荷载标准值:Qk=3.0KN/m2(结构);Qk=2.0KN.б---Mmax/WnWn---小横杆截面抵抗矩,由钢管规格Φ48*3.5查表4-4-17得:Wn=5078mm2则(装修施工)q=2835N/mMmax=510.3Nm则б=510300/5078=100.5N/mm2<f=205N/mm2②变形计算w/b=5qb3/384EI其中:E---钢管材料弹性模量,查表得:E=2.06*105N/mm2I---钢管截面惯性距,查表3-4-17得:I=121900mm2(结构施工)w/b=1/290<1/150(安全)(装修施工)w/b=1/400<1/150(安全)5. 大横杆计算①大横杆强度验算大横杆强度计算可近似地按下图进行计算,图中F为小横杆与大横杆交点处支座反力最大值。
普通型钢悬挑脚手架计算书一、参数信息1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 18 m,立杆采用单立杆;搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.5m,立杆的横距为1.05m,立杆的步距为1.8 m;内排架距离墙长度为0.30 m;大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根;脚手架沿墙纵向长度为 110.00 m;采用的钢管类型为Φ48×2.8;横杆与立杆连接方式为单扣件;连墙件布置取两步三跨,竖向间距 3.6 m,水平间距4.5 m,采用扣件连接;连墙件连接方式为单扣件;2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000;脚手架用途:结构脚手架;同时施工层数:2 层;3.风荷载参数本工程地处江苏苏州,基本风压0.4kN/m2;风荷载高度变化系数μz,计算连墙件强度时取0.92,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数μs为0.214;4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248;脚手板自重标准值(kN/m2):0.300;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150;安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:10 层;脚手板类别:竹串片脚手板;栏杆挡板类别:木脚手板挡板;5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.5m,建筑物内锚固段长度 2.5 m。
锚固压点压环钢筋直径(mm):16.00;楼板混凝土标号:C35;6.拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000;钢丝绳与梁夹角为(度):73;悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物 1.35 m。
二、大横杆的计算按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》规定,大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m ;脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m ;活荷载标准值: Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m;静荷载的设计值: q1=1.2×0.033+1.2×0.105=0.166kN/m;活荷载的设计值: q2=1.4×1.05=1.47kN/m;图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
跨中最大弯距计算公式如下:M1max=0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.166×1.52+0.10×1.47×1.52 =0.361kN·m;支座最大弯距计算公式如下:M2max=-0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.166×1.52-0.117×1.47×1.52 =-0.424kN·m;选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:σ =Max(0.361×106,0.424×106)/4490=94.432N/mm2;大横杆的最大弯曲应力为σ=94.432N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!3.挠度验算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。
计算公式如下:νmax=(0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中:静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.105=0.138kN/m;活荷载标准值: q2= Q =1.05kN/m;最大挠度计算值为:ν=0.677×0.138×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×107800) =2.583 mm;大横杆的最大挠度 2.583 mm 小于大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm,满足要求!三、小横杆的计算根据JGJ130-2011规定,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算大横杆的自重标准值:p1= 0.033×1.5=0.05kN;脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN;活荷载标准值:Q=3×1.05×1.5/(2+1) =1.575kN;集中荷载的设计值: P=1.2×(0.05+0.158)+1.4 ×1.575=2.454kN;小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和;均布荷载最大弯矩计算公式如下:M qmax=ql2/8M qmax=1.2×0.033×1.052/8=0.006kN·m;集中荷载最大弯矩计算公式如下:M pmax=Pl/3M pmax=2.454×1.05/3=0.859kN·m ;最大弯矩 M=M qmax + M pmax=0.864kN·m;最大应力计算值σ=M / W=0.864×106/4490=192.514N/mm2;小横杆的最大弯曲应力σ =192.514N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:νqmax=5ql4/384EIνqmax=5×0.033×10504/(384×2.06×105×107800)=0.024 mm ;大横杆传递荷载 P=p1 + p2 + Q=0.05+0.158+1.575=1.782kN;集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:νpmax=Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIνpmax=1782.45×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×107800)=3.298 mm;最大挠度和ν=νqmax+ νpmax=0.024+3.298=3.322 mm;小横杆的最大挠度为 3.322 mm 小于小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求!四、扣件抗滑力的计算按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》:R ≤ R c其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;大横杆的自重标准值: P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN;小横杆的自重标准值: P2=0.033×1.05/2=0.017kN;脚手板的自重标准值: P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN;活荷载标准值: Q=3×1.05×1.5 /2=2.362kN;荷载的设计值: R=1.2×(0.05+0.017+0.236)+1.4×2.362=3.672kN;R < 8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五、脚手架立杆荷载的计算作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容:(1)每米立杆承受的结构自重标准值,为0.1248kN/mN G1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×18.00=2.746kN;(2)脚手板的自重标准值;采用竹串片脚手板,标准值为0.3kN/m2N G2= 0.3×10×1.5×(1.05+0.3)/2=3.038kN;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用木脚手板挡板,标准值为0.15kN/mN G3=0.15×10×1.5/2=1.125kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005kN/m2N G4=0.005×1.5×18=0.135kN;经计算得到,静荷载标准值N G=N G1+N G2+N G3+N G4=7.043kN;活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到,活荷载标准值N Q=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN;考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2 N G+0.85×1.4N Q=1.2×7.043+ 0.85×1.4×4.725= 14.075kN;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2N G+1.4N Q=1.2×7.043+1.4×4.725=15.067kN;六、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算W k=0.7μz·μs·ω0其中ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:ω0=0.4kN/m2;μz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz= 0.74;μs -- 风荷载体型系数:取值为0.214;经计算得到,风荷载标准值为:W k=0.7 ×0.4×0.74×0.214=0.044kN/m2;风荷载设计值产生的立杆段弯矩 M W为:M w=0.85 ×1.4W k L a h2/10=0.85 ×1.4×0.044×1.5×1.82/10=0.026kN·m;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA) + M W/W ≤ [f]立杆的轴心压力设计值:N=14.075kN;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤ [f]立杆的轴心压力设计值:N=N'= 15.067kN;计算立杆的截面回转半径:i=1.59 cm;计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得: k=1.155 ;计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得:μ=1.5 ;计算长度 ,由公式 l0=kuh 确定:l0=3.118 m;长细比: L0/i=196 ;轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 l o/i 的结果查表得到:φ= 0.188立杆净截面面积: A=4.24 cm2;立杆净截面模量(抵抗矩) :W=4.49 cm3;钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205N/mm2;考虑风荷载时σ=14074.83/(0.188×424)+25644.058/4490=182.282N/mm2;立杆稳定性计算σ=182.282N/mm2小于立杆的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!不考虑风荷载时σ=15067.08/(0.188×424)=189.019N/mm2;立杆稳定性计算σ=189.019N/mm2小于立杆的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!七、连墙件的计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:N l=N lw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=0.92,μs=0.214,ω0=0.4,W k=0.7μz·μs·ω0=0.7 ×0.92×0.214×0.4=0.055kN/m2;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 A w=16.2 m2;按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000kN;风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:N lw=1.4×W k×A w=1.25kN;连墙件的轴向力设计值 N l=N lw + N0= 6.25kN;连墙件承载力设计值按下式计算:N f=φ·A·[f]其中φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;由长细比 l/i=300/15.9的结果查表得到φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;A=4.24 cm2;[f]=205N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为 N f=0.949×4.24×10-4×205×103=82.487kN;N l=6.25 < N f=82.487,连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用单扣件与墙体连接。