高层建筑扣件式型钢悬挑脚手架细部构造与验算.ppt

高层建筑扣件式型钢悬挑脚手架细部构造与验算,工程部：吴立兵,悬挑架图片,一、概述,高层建筑施工中，外脚手架类型主要包括：型钢悬挑脚手架、爬升式脚手架等。其中型钢悬挑脚手架在100m以内的高层建筑中最为常见。 做好型钢悬挑架安全验算，是架体安全的必要保证，同时也可根据验算及实际情况进行适当调整，节约施工成本。,二、验算内容,1、悬挑脚手架荷载传递路线： 小横杆 纵向水平杆 立杆 型钢 悬挑梁,2、悬挑架验算内容： 小横杆强度、挠度验算 纵向水平杆强度、挠度验算 水平杆与立杆扣件验算 立杆稳定性验算 连墙件稳定性验算 悬挑梁受力验算,1、钢管参数： （钢号：q235，b类，查jgj130-2011附录b） 钢管规格：483.5； 单位重量qg（kn/m）：0.0376； 惯性矩i（mm4）：121900； 抵抗矩w（mm3）：5080； 截面积a（mm2）：489； 回转半径i（mm）：15.8； 抗弯、抗压容许应力(n/mm2)：205； 弹性模量e(n/mm2)：206000；,三、计算参数,2、悬挑型钢梁参数： 悬挑型钢类型：16号工字钢， thb=9.9mm160mm88mm 截面积a(cm2)：26.1 截面的抗矩wx(cm3)：141 截面惯性矩i(cm4)：1130,3、脚手架构造参数： 脚手架类型：双排架； 脚手架高度hs（m）：25； 立杆纵距la（m）：1.5； 立杆横距lb（m）：0.9； 横杆步距h（m）：1.5； 脚手板铺设层数n3：8； 连墙件布置：二步三跨； 水平间距lw（m）：4.5； 垂直间距hw（m）：3； 连墙件长度b1（m）：0.3； 横向水平杆外伸长度b（m）：0.3；,4、荷载参数：查jgj130-2011 脚手板自重qj（kn/）：0.35； 栏杆、挡脚板自重qd（kn/m）：0.14； 安全网自重qa（kn/）：0.0014； 作业层施工均布荷载qs（kn/）：3； 同时施工作业层数 n1：3; 基本风压w0（kn/）: 0.45;,5、其他参数： 风压高度变化系数z（查gb50009-2011）z为：1.42； 脚手架风荷载体型系数s（查jgj 130-2011）：0.537； 基本风压值w0（查jgj 130-2011）：0.449 风荷载标准值wk=0.7szw0 =0.24； 立杆计算长度系数（查jgj 130-2011）：1.5； 轴心受压构件稳定系数（查jgj 130-2011附录c）：0.34； 注： 计算长度l0 = h（横杆步距） =1.51.5=2.25 m 长细比= l0 / i=2250/15.8=142 荷载分项系数 永久荷载g ：1.2；可变荷载q：1.4；,四、横向水平杆验算,按照横向水平杆上面的脚手板自重和施工作业均布荷载计算横向水平杆的最大弯矩和挠度。 （1）荷载计算（内力计算取荷载设计值、挠度验算取荷载标准值） 均布荷载设计值 q横 1=la/n2(1.2qj（脚手板）+1.4qs（施工荷载）+1.2qg（自重） =1.5/2(1.20.35+1.43)+1.20.0376=3.51kn/m 均布荷载标准值 q横2 =la/n2(qj+qs)+ qg =1.5/2(0.35+3)+0.03762.55kn/m,（2）最大弯矩 mmax=q /8 =3.510.90.9/8=0.355kn.m （3）应力强度验算 = mmax/w=205(n/mm2) =0.3551000000/5080=69.88n/m （ok） （4）挠度验算 v=5qllll /（384ei）=0.867mm （ok） （5）受力简图,集中荷载标准值 p纵 = q横lb /2 =2.550.9/2=1.15kn/m 均布荷载标准值 q纵2 = qg=0.0376kn/m （2）最大弯矩计算 mmax=xp纵la+ q纵 /8 （查施工手册表2-12） =0.21.581.5+0.0451.51.5/8=0.49kn.m （3）抗弯强度验算 = mmax/w =0.491000000/508096.46.97n/mm2 （ok）,五、(纵向水平杆)大横杆验算,横向水平杆在纵向水平杆的上面，纵向水平杆按照集中荷载加均布荷载作用下的三跨连续梁，进行强度和挠度验算。 （1）荷载计算（内力强度计算取荷载设计值、挠度验算取荷载标准值） 集中荷载设计值 p纵 = q横lb /2 =3.510.9/2=1.58kn/m 均布荷载设计值 q纵 = 1.2qg =1.20.0376=0.045kn/m,（4）挠度验算 公式：=xp纵2la3/(100ei)+0.677q纵2la4/(100ei) =2.3mm （ok） （5）受力简图,（1）荷载计算设计值 p扣p纵 + q纵la/2 1.58+0.0451.5/2=1.61 kn （2）扣件数计算 扣件实际抗滑力r取：8 kn （ 查jgj130-2011） 扣件数计算公式：nk p扣 / r=1个,六、水平杆与立杆的连接扣件计算,七、立杆稳定性算验,立杆稳定性验算是将单根立杆从架体中分离出来，进行荷载、内力及稳定性验算与分析 （1）荷载计算 扣件式钢管脚手架构件自重：（可直接查施工手册p194表5-7） gk1=系数hs=0.122525=3.06kn 脚手板自重计算公式： gk2=qjla(lb+ b)n3/2=0.351.5(0.9+0.3)80.5=2.52kn 栏杆、挡脚板自重： 公式：gk3= laqdn1=0.141.58=1.68kn 剪刀撑及安全网等自重：（jgj130-2011按不小于0.01kn/计） 公式：gk4=0.01lahs=0.011.525=0.375kn,恒荷载计算 ： ngk=gk1+ gk2+ gk3+ gk4=7.635kn 活荷载计算： nqk= lalbn1qs/2=6.075kn （2）组合风荷载稳定性计算 组合风荷载时轴力计算： n=1.2ngk +0.91.4nqk （jgj130-2011 公式5.2.7-2） =16.62kn 风荷载产生弯矩设计值计算： mw = 0.91.4wklah2/10 （jgj130-2011 公式5.2.9） =0.10kn.m,组合风荷载应力计算: n/(a)+mw/w（jgj130-2011 公式5.2.6-1） =16.621000/(0.34489)+0.11000000/5080 =119.64205 (ok) （3）不组合风荷载稳定性验算 不组合风荷载轴力计算： n=1.2ngk +1.4nqk （jgj130-2011 公式5.2.7-1） =1.27.635+1.46.075=17.67kn 不组合风荷载应力计算： n/(a) （jgj130-2011 公式5.2.6-1） =17670/(0.34489)=106.28205 (ok),八、连墙件稳定性验算及扣件数计算,（1）荷载计算 风荷载产生轴向力设计值： nlw = 1.4wklwhw （jgj130-2011 公式5.2.13） = 1.40.244.53=4.54kn 连墙件轴向力设计值计算公式： nl = nlw+ n0 （jgj130-2011 公式5.2.12） =4.54+3 =9.54kn （按jgj 1302011规定脚手架平面外变形产生的轴向力n03 kn）,（2）连墙件的稳定系数 连墙件的长细比计算： l0 / i 300/15.8=19 根据查jgj 130-2011附录表a.0.6得轴心受压构件稳定系数：0.949 （3）连墙件稳定性验算 连墙件承受应力计算： nl /(a) 9.5421000/(0.949489) =20.56205 (ok),（4）连墙件扣件数量计算 直角扣件标准抗滑承载力rc按8kn/个计算扣件数： 公式：nlnc/rc 9.54 /82个,九、悬挑梁的受力计算,悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁的模型计算。对于斜拉钢丝绳可在计算中不做考虑，作为悬挑梁的安全储备。,p内,p外,（1）荷载计算 受脚手架外立杆集中荷载 p外 = 1.2ngk +1.4nqk = 16.05 kn； 受脚手架内立杆集中荷载 p内 = p外 -gk4 = 15.46 kn； 水平钢梁自重荷载 q =1.20.205 = 0.24 kn/m；,（3）抗弯强度验算 抗弯强度计算： mw/w （jgj130-2011 公式5.6.3） 24.171000000