扣件式钢管脚手架设计计算
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板模板(扣件钢管高架)计算书高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
因本工程梁支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。
为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
一、参数信息:1.模板支架参数横向间距或排距(m):1.20;纵距(m):1.20;步距(m):1.50;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;模板支架搭设高度(m):5.30;采用的钢管(mm):Φ48×3.0 ;板底支撑连接方式:方木支撑;扣件连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.80;2.荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000;施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500;4.材料参数面板采用胶合面板,厚度为12mm;板底支撑采用方木;面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):200.000;木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):80.00;托梁材料为:钢管(双钢管) :Φ48 × 3.5;5.楼板参数楼板的计算厚度(mm):100.00;图2 楼板支撑架荷载计算单元二、模板面板计算:面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 100×1.22/6 = 24 cm3;I = 100×1.23/12 = 14.4 cm4;模板面板的按照三跨连续梁计算。
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。
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。
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、《建筑结构荷载规范》GB50009-20123、《钢结构设计规范》GB50017-20034、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、脚手架参数二、荷载设计2)安全网设置全封闭基本风压ω0(kN/m2) 0.30.81,0.81 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)0.243,0.243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、横向水平杆验算纵、横向水平杆布置方式横向水平杆在上纵向水平杆上横向水平杆根数n 0横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2) 205 横杆截面惯性矩I(mm4) 127100 横杆弹性模量E(N/mm2) 206000 横杆截面抵抗矩W(mm3) 5260纵、横向水平杆布置承载能力极限状态q=1.2×(0.04+G kjb×l a/(n+1))+1.4×G k×l a/(n+1)=1.2×(0.04+0.35×1.5/(0+1))+1.4×4×1.5/(0+ 1)=9.078kN/m正常使用极限状态q'=(0.04+G kjb×l a/(n+1))+G k×l a/(n+1)=(0.04+0.35×1.5/(0+1))+4×1.5/(0+1)=6.565kN/m 计算简图如下:1、抗弯验算M max=max[ql b2/8,qa12/2]=max[9.078×0.62/8,9.078×0.152/2]=0.408kN·mσ=M max/W=0.408×106/5260=77.66N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算νmax=max[5q'l b4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×6.565×6004/(384×206000×127100),6.56 5×1504/(8×206000×127100)]=0.423mmνmax=0.423mm≤[ν]=min[l b/150,10]=min[600/150,10]=4mm满足要求!3、支座反力计算承载能力极限状态R max=q(l b+a1)2/(2l b)=9.078×(0.6+0.15)2/(2×0.6)=4.255kN正常使用极限状态R max'=q'(l b+a1)2/(2l b)=6.565×(0.6+0.15)2/(2×0.6)=3.077kN四、纵向水平杆验算承载能力极限状态由上节可知F1=R max=4.255kNq=1.2×0.04=0.048kN/m正常使用极限状态由上节可知F1'=R max'=3.077kNq'=0.04kN/m1、抗弯验算计算简图如下:弯矩图(kN·m)σ=M max/W=0.011×106/5260=2.053N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!2、挠度验算计算简图如下:变形图(mm)νmax=0.053mm≤[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=0.079kN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0.85 扣件抗滑承载力验算:横向水平杆:R max=4.255kN≤R c=0.85×8=6.8kN纵向水平杆:R max=0.079kN满足要求!六、荷载计算立杆静荷载计算1、立杆承受的结构自重标准值N G1k单外立杆:N G1k=(gk+(l b+a1)×n/2×0.04/h)×H=(0.129+(0.6+0.15)×0/2×0.04/1.8)×18=2.3 22kN单内立杆:N G1k=2.322kN2、脚手板的自重标准值N G2k1单外立杆:N G2k1=(H/h+1)×la×(l b+a1)×G kjb×1/2/2=(18/1.8+1)×1.5×(0.6+0.15)×0.35×1/2 /2=1.083kN1/2表示脚手板2步1设单内立杆:N G2k1=1.083kN3、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×1/2=(18/1.8+1)×1.5×0.17×1/2=1.403kN1/2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×la×H=0.01×1.5×18=0.27kN5、构配件自重标准值N G2k总计单外立杆:N G2k=N G2k1+N G2k2+N G2k3=1.083+1.403+0.27=2.755kN单内立杆:N G2k=N G2k1=1.083kN立杆施工活荷载计算外立杆:N Q1k=la×(l b+a1)×(n jj×G kjj+n qj×G kqj)/2=1.5×(0.6+0.15)×(1×3+1×4)/2=3.938kN 内立杆:N Q1k=3.938kN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)+0.9×1.4×N Q1k=1.2×(2.322+2.755)+0.9×1.4×3.938=11.054kN单内立杆:N=1.2×(N G1k+ N G2k)+0.9×1.4×N Q1k=1.2×(2.322+1.083)+0.9×1.4×3.938=9.047kN七、立杆稳定性验算1、立杆长细比验算立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤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=3.119×103/15.9=196.132查《规范》表A得,φ=0.1882、立杆稳定性验算不组合风荷载作用单立杆的轴心压力设计值N=1.2(N G1k+N G2k)+1.4N Q1k=1.2×(2.322+2.755)+1.4×3.938=1 1.605kNσ=N/(φA)=11605.275/(0.188×506)=121.996N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!组合风荷载作用单立杆的轴心压力设计值N=1.2(N G1k+N G2k)+0.9×1.4N Q1k=1.2×(2.322+2.755)+0.9×1.4×3.938=11.054kNM w=0.9×1.4×M wk=0.9×1.4×ωk l a h2/10=0.9×1.4×0.243×1.5×1.82/10=0.149kN·m σ=[N/(φA)+M w/W]=[11054.025/(0.188×506)+148803.48/5260]=144.491N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!八、脚手架架体高度验算不组合风荷载作用H s1=(φAf-(1.2N G2k+1.4N Q1k))/(1.2g k)=(0.188×506×205×10-3-(1.2×2.755+1.4×3.938))/(1. 2×0.129)=69.008m组合风荷载作用H s2=(φAf-(1.2N G2k+0.9×1.4×N Q1k+M wφA/W))/(1.2g k)=(0.188×506×205×10-3-(1.2×2.755+0.9×1.4×3.938+0.149×1000×0.188×506/5260))/(1.2×0.129)=55.184mH s=55.184m>H=18m满足要求!九、连墙件承载力验算N lw=1.4×ωk×3×h×2×l a=1.4×0.243×3×1.8×2×1.5=5.511kN长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896(N lw+N0)/(φAc)=(5.511+3)×103/(0.896×506)=18.772N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2= 174.25N/mm2满足要求!扣件抗滑承载力验算:N lw+N0=5.511+3=8.511kN≤0.85×12=10.2kN满足要求!十、立杆地基承载力验算立柱底垫板的底面平均压力p=N/(m f A)=11.605/(0.4×0.25)=116.053kPa≤γu f g=1.25 4×200 =250.8kPa满足要求!。
扣件式钢管脚手架外架荷载计算与设计指标一、荷载与荷载效应组合1、永久荷载作用于脚手架的恒载分为脚手架结构自重和构、配件自重。
(1)、脚手架结构自重包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重。
参照国家规范的要求,一个柱距范围内每米高的单、双排脚手架的结构自重按下列公式计算:a 、单排架的立柱,纵向、横向水平杆及扣件重S G :h g h l g g h l G S /])(2)2.2[(21+++++= (1.1)b 、双排架的立柱,纵向、横向水平杆及扣件重D G :h g h l g g h l G D /]5.6/)(2[2]2.2)(2[21+++++= (1.2)c 、剪刀撑的杆件及扣件重B G :)/()6cos 5.6/2cos /2(32b b b b B L H l g g H g H G +⨯+⨯=αα (1.3)式中l —— 脚手架的柱距(纵距)(m ); h —— 脚手架的步距(m );g —— 钢管单位长度自重(m kN /);1g —— 1个直角扣件自重(kN ); 2g —— 1个对接扣件自重(kN ); 3g —— 1个旋转扣件自重(kN ); b H —— 剪刀撑的竖向尺寸(m ); b L —— 剪刀撑的横向尺寸(m ); α—— 剪刀撑斜杆的倾角。
表1.1 钢管及扣件自重考虑到计算的方便性,对于双排脚手架的自重可以参照规范附录表A ,根据步距、纵距计算扣件式钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值,而不必再分别计算每个构件的自重再进行叠加。
(2)、构配件自重包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。
表1.2 脚手板自重标准值表1.3 栏杆、挡脚板自重标准值脚手架上吊挂的安全设施(安全网、苇席、竹笆及帆布等)的荷载应按实际情况采用。
2、可变荷载可变荷载可分为施工荷载和风荷载。
(1)、施工荷载包括作业层上的人员、器具和材料的自重。
扣件式脚手架计算书一、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》GB50017-20035、《混凝土结构设计规范》GB50010-20106、《建筑施工手册》第五版二、脚手架总参数(图1)落地式脚手架立面图(图2)落地式脚手架剖面图三、横向水平杆验算横向水平杆内力及挠度按简支梁验算,支座反力按有悬挑的简支梁计算。
承载能力极限状态q=1.2×(g+g K1×l a/(n+1))+1.4×Q K×l a/(n+1)=1.2×(0.033+0.35×1.5/(2+1))+1.4×3×1.5/(2+1)=2.35 kN/m正常使用极限状态q K=g+g K1×l a/(n+1)+Q K×l a/(n+1)=0.033+0.35×1.5/(2+1)+3×1.5/(2+1)=1.708kN/m1、抗弯验算计算简图如下:(图3)承载能力极限状态受力简图(图4)弯矩图M max=0.225kN·mσ=M max/W=0.225×106/4490=50.086N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求2、挠度验算计算简图如下:(图5)正常使用极限状态受力简图(图6)挠度图νmax=0.613mm≤[ν]=min[l b/150,10]=6mm满足要求3、支座反力计算承载能力极限状态V=1.439kN正常使用极限状态V K=1.046kN四、纵向水平杆验算根据规范要求,纵向水平杆按三跨连续梁计算,且选择最不利的活荷载布置。
由上节可知F=V,F K=V Kq=1.2×0.033=0.04kN/mq K=g=0.033kN/m1、抗弯验算F qk=0.5Q K L a/(n+1)l b(1+a1/l b)2=0.5×3×1.5/(2+1)×0.9×(1+0.15/0.9)2=0.919kN/mF q=1.4 0.5Q K L a/(n+1)l b(1+a1/l b)2=1.4×0.5×3×1.5/(2+1)×0.9×(1+0.15/0.9)2=1.286kN/m 简图如下:(图7)承载能力极限状态受力简图(图8)弯矩图M max=0.67kN·mσ=M max/W=0.67×106/4490=149.328N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求2、挠度验算(图9)正常使用极限状态受力简图(图10)挠度图νmax=4.231mm≤[ν]=min[l a/150,10]=10mm满足要求3、支座反力计算承载能力极限状态:Vmax=5.111kN·m五、扣件抗滑承载力验算扣件抗滑承载力验算:R=V max=5.111kN≤R c=8kN满足要求六、立杆稳定验算脚手板理论铺设层数y=min{H/[(x+1)h],y∈Z}=31、立杆承受的结构自重标准值N G1kN G1K=Hg k+y(l b+a1)ng/2+0.0146n/2=12×0.13+3×(0.9+0.15)×2×0.033/2+0.0146×2/2=1.679kN2、构配件自重标准值N G2k1Z=min(y,m)=2N G2K=Z(L b+a1)l a g k1/2+zg k2l a+l a Hg k3=2×(0.9+0.15)×1.5×0.35/2+2×0.17×1.5+1.5×12×0.01=1.2 41kN3、施工活荷载标准值∑N QK=(n jg Q kj+n zx Q kx)(l b+a1)l a/2=(1×3+0×2)×(0.9+0.15)×1.5/2=2.363kN4、风荷载统计立杆稳定组合风荷载时:取距架体底部高的风荷载高度变化系数μz=0.65连墙件验算风荷载产生的连墙件轴向力设计值计算时:取最高处连墙件位置处的风荷载高度变化系数μz=0.65风荷载标准值:ωk=μzμsω0=0.65×1.271×0.3=0.248kN/m2风荷载产生的弯矩标准值:M wk=ωk l a h2/10=0.248×1.5×1.82/10=0.12kN·m风荷载产生的弯矩设计值:M w=0.9⨯1.4M wk=0.9×1.4×0.12=0.152kN·m立杆荷载组合:不组合风荷载:N=1.2(N G1K+N G2K)+1.4∑N QK=1.2×(1.679+1.241)+1.4×2.363=6.812kN组合风荷载:N=1.2(N G1K+N G2K)+0.9⨯1.4∑N QK=1.2×(1.679+1.241)+0.9×1.4×2.363=6.482kN长细比验算:l0=kμh=1.155×1.5×1.8=3.119mλ=l0/i=3.119×1000/15.9=196.132≤[λ]=210满足要求根据λ值查规范JGJ130-2011附录A.O.6得到ϕ=0.188则立杆稳定的验算式为:不组合风荷载:N/ϕA=6.812×1000/(0.188×424)=85.583N/mm2≤f=205N/mm2满足要求组合风荷载:N/ϕA+M W/W=6.482×1000/(0.188×424)+0.152×106/4490=115.23N/mm2≤f=205N/mm2满足要求七、允许搭设高度验算不组合风荷载:[H]=[ϕAf-(1.2N G2K+1.4∑N QK)]/1.2g k=(0.188×424×205-(1.2×1.241×1000+1.4×2.363×1000))/(1.2×0.13×1000)=73.853m组合风荷载:[H]={ϕAf-[1.2N G2K+0.9⨯1.4(∑N QK+M wk/W)]}/1.2g k=(0.188×424×205-(1.2×1.241×1000+0.9×1.4×(2.363×1000+0.12×106/449 0)))/(1.2×0.13×1000)=75.756mH=12m≤[H]=73.853m满足要求八、连墙件承载力验算计算连墙件的计算长度:a0=a=0.3×1000=300mm,λ=a0/i=300/15.9=18.868≤[λ]=210根据λ值查规范JGJ130-2011附录A.O.6得到ϕ=0.949风荷载作用在一个连墙件处的面积A w=2×h×3×l a=2×1.8×3×1.5=16.2m2风荷载标准值:ωk=μzμsω0=0.65×1.271×0.3=0.248kN风荷载产生的连墙件轴向力设计值:N lw=1.4ωk A w=1.4×0.248×16.2=5.621kN连墙件的轴向力设计值:N l=N lw+N0=5.621+3=8.621kN其中N0由JGJ130-2011第5.2.12条进行取值。
临时用电专项施工方案编号:金祥宾馆/2006/06-1金祥宾馆双排脚手架专项施工方案编制单位:新疆昌吉建设集团广源公司金祥宾馆项目部编制人:编制日期:审核人:审核日期:审批人:审批日期:双排扣件式钢管脚手架设计计算书(装修用脚手架)一、工程概况二、搭设参数立杆纵距L=1.5m,立杆横距b=1.05m,步距h=1.8m,连墙杆H1=2h=3m,内立杆距外墙距离b1=0.35m,搭设高度H=21.6m(12步),采用木架板,按6层计算。
搭设长度可任意,但纵向水平杆两端必须有拉接。
各类支撑、剪刀撑按施工工艺标准搭设。
选用的钢管为Ф48×3.5(重38.4N/m)。
钢管弹性模量(E)为2.06KN/m2,钢管的抗弯、抗压强度设计值f=205N/mm2。
一般建筑扣件式钢管装修脚手架的构造见下表及图1。
图2中:H—为搭设高度;H1—为连墙点坚向间距;h—为步距;b—为立杆横距。
三、脚手架搭设高度计算双排扣件式钢管脚手架搭设高度一般不宜超过50m,本工程设计搭设高度为21.6m,搭设高度可按下式计算:H=[K AφAf-1.3(1.2N GK2+1.4N QK)]×h÷1.2N GK1N GK1、N GK2、N QK、φAf可从《建筑施工计算手册》399~401页表中查出;N GK1—一步一纵距的钢管、扣件重量kN;N GK2—脚手架一个立杆纵距的附设构件及物品重kN;N QK—一个立杆纵距的施工荷载标准值产生的轴力kN;φAf—格构式压杆的组合力kN;K A—与立杆截面有关的调整系数,内外排均为单根时取值为0.85h—脚手架的步距。
可搭设高度计算:根据上式:H=[0.85×48.491-1.3(1.2×4.185+1.4×8.4)]×1.8÷(1.2×0.442)=65.8m>21.6m可行。
四、脚手架整体稳定性验算考虑风荷载时整体稳定性按下式验算:(N/φA)+(M/b1A1)≤K A K H f式中:N—格构式压杆的轴心压力N=1.2(n N GK1+ N GK2)+1.4N QK;n—脚手架的步距数;φ—格构式压杆整体稳定系数,按换长细比λcx=μλx由表中可查出;λx—格构式压杆长细比由表中可查出;A—手架内外排立杆的毛截面积之和,取2×489mm2;A1—脚手架内外排的单排立杆危险毛截面积之和,取2×489mm2;M—风荷截作用对格构式压杆产生的弯,可按M=q1H12/8计算;b1—截面系数,取1.0~1.15,这里取1.0;q1—风荷载作用于格构式的线荷载,可按1.2N GK2+1.4N QK。
计算依据:《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2011
钢管:采用φ48.3×3.6钢管,参数:A=5.06cm2,i=1.59cm,W=5.26cm3,I=1
2.71cm4。
一、荷载
(1)作用于脚手架上的荷载:
永久荷载——脚手架自重(立杆、水平杆、剪刀撑及扣件)、构配件自重(脚手板、栏杆、挡脚板及安全网)
可变荷载——施工荷载(作业层上人员、器具和材料自重),风荷载
(2)荷载标准值
永久荷载标准值按每米立杆承受的结构自重标准值,查表(表3-1)采用或自行计算;构、配件自重见表3-2和表3-3。
可变荷载中的施工荷载见表3-4。
《扣件架》规范附录A
表3-1 单、双排脚手架立杆承受的每米结构自重标准值gk(kN/m)
注:φ48.3×3.6钢管,扣件自重按本规范附录A表A.0.4采用.表内中间可按线性插入计算。
表3-2 脚手板自重标准值
表3-3 栏杆、挡脚板自重标准值
表3-4 施工均布荷载标准值
注:当在双排脚手架上同时有2个及以上操作层作业时,在同一个跨距内各操作层的施工均布荷载标准值总和不得超过5.0kN/m2。
可变荷载中的水平风荷载标准值:
式中wk——风荷载标准值(kN/m2);
μz——风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》规定采用;
μs——脚手架风荷载体型系数,见表3-5。
(最为关键)
w0——基本风压(kN/m2),按《建筑结构荷载规范》规定采用,取重现期n=10对应的风压值。
在风荷载体型系数中,可将脚手架视为钢管桁架。
表3-5 脚手架的风荷载体型系数μs
注:1)μstw值可将脚手架视为桁架,按国家标准《建筑结构荷载规范》规定计算;
2)φ为挡风系数,φ=1.2An/AW,其中An为挡风面积;AW为迎风面积。
敞开式脚手架的φ值宜按本规范附录A表A.0.5采用。
3)密目式全封闭脚手架挡风系数φ不宜小于0.8。
(常用密目式安全网)
二、关于μs 的计算
1.《建筑施工安全检查标准》(JGJ59)指出:“立网应该使用密目式安全网,其标准为每100cm2(10cm×10cm)的面积上,有2000个以上网目。
”
2.在扣件式钢管脚手架立面外侧装设了全封闭密目安全网以后,脚手架挡风系数φ的计算就包括了两个方面:
(1)密目安全网的挡风系数φ1;
(2)架体本身的挡风系数φ2。
(查规范附表,特殊情况才计算)
3.挡风系数φ的计算公式:
式中,φ1φ2/1.2为安全网与脚手架杆件重复计算部分,需扣除。
例:求安全网挡风系数φ1
例1:某扣件式钢管脚手架,其外侧立面采用全封闭安全网,安全网的网目密度为230 0目/100cm2。
每目孔隙面积A=1.3mm2,试计算该安全网的挡风系数φ1。
解:先将孔隙面积A换算成以cm2为单位,即:
A=1.3/100=0.013(cm2)
An=100-nA=100-2 300×0.013=70.1(cm2)
Aw=100 cm2(迎风面积)
代入公式得:
φ1=1.2An/Aw=1.2×70.1/100=0.841。
4、荷载效应组合
三、设计计算
(1)脚手架设计计算的基本内容
①纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算;(纵向水平杆宜按三跨连续梁计算,横向水平杆宜按简支梁计算)。
②立杆的稳定性计算。
③连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算。
④立杆地基承载力计算。
(2)扣件的承载力设计值
(3)脚手架立杆稳定计算
不组合风荷载时:
组合风荷载时
N——计算立杆轴向力设计值
φ——轴心受压构件的稳定系数
λ——长细比,λ=l0/i,l0=kμh 。
计算长度附加系数,其值取1.155,当验算立杆允许长细比时,取k=1。
单、双排脚手架立杆的计算长度系数μ
计算立杆段轴向力设计值
不组合风荷载时:
N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk
组合风荷载时:
N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85×1.4∑NQk
式中NG1k——脚手架结构自重标准值产生的轴向力;NG2k ——构配件自重标准值产生的轴向力;
∑NQk——施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆可按一纵距(跨)内施工荷载总和的1/2取值。
由风荷载产生的立杆段弯矩设计值Mw,可按下式计算:
Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4(wkla)h2/10
式中:
Mwk——风荷载产生的弯矩标准值(N·mm);
wk——风荷载标准值(kN/m2),
la——立杆纵距(m)。