三角架计算式.doc

三角形外挂架计算书 计算依据： 1、钢结构设计规范GB 50017-2003 2、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 1302011 3、建筑施工计算手册江正荣编著 一、参数信息 1、基本参数 三角架纵向间距la为：1.20m；三角架宽度l为：1.00m；外防护架搭设高度：20.00m；立杆步距：1.50m；立杆纵距：1.50m；三角架高度h：1.60m； 2、材料参数 三角架的横杆采用钢管，材料为483.5，斜杆采用双槽钢，材料为16a号槽钢，腹杆采用双槽钢，材料为8号槽钢。钢管采用483.5钢管。 3、荷载参数 本外架使用过程中，三角架的自重荷载为1.000kN，安全网自重为0.005kN/m2，脚手板采用木脚手板，自重为0.350kN/m2，钢模板荷载为1.000kN/m2，施工均布荷载为1.000kN/m2。立面图 二、外挂架计算 外防护架计算，以单榀三角架为计算单元，将挂架视为桁架，视各杆件之间的节点为铰接点，各杆件只承受轴力作用。计算时将作用在挂架上的所有荷载转化为作用在节点上的集中力，进行计算。 1、荷载计算 (1)操作人员荷载q1=1.000kN/m2； (2)外防护架自重 每米立杆的自重为0.138，每一开间内的立杆排数由la/b=1.20/1.50=0.800，得到立杆排数为1； 外防护架自重为q2=120.000.138/(1.201.00)=2.307kN/m2； (3)安全网自重q3=1.2020.000.005/(1.201.00)=0.100kN/m2； (4)脚手板自重q4=0.350kN/m2； (5)钢模板传递过来的荷载q5=1.000kN/m2； (6)每榀三角架自重q6=1.000kN 总荷载为q=1.2(q2+ q3+ q4+ q5+q6)+ 1.4q1=7.108kN/m2； 2、计算简图 计算时考虑两种情况 第一种情况：挂架上的荷载为均匀分布，化为节点集中荷载，则为： P1+P2=qlla /2=(7.1081.001.20)/2=4.265kN； 第二种情况：荷载的分布偏于外挂架外侧时，单位面积上的荷载化为节点集中荷载，P1=P2=qlla /2=(7.1081.001.20)/2=4.265kN； 3、杆件内力计算 其中，第二种情况为最不利的情况，以该情况下的杆件内力进行强度校核。 计算过程及结果如下： (1)挂架的支座反力 RAV=P1+P2=8.530kN， RAH=RBH=P1l+P2l2/h=4.2651.000+4.2650.500/1.600=3.998kN； (2)各杆件的轴向力计算，用截面法，求出桁架中各杆件的轴向力。 根据桁架各杆件的几何关系可知： =arctg(H/l)=58.0，=arctg(l1/l2)tg)= 58.0； S1=S2=Pctg=2.666kN(拉杆)； S3=-P/sin=-5.029kN(压杆)； S4=-P=-4.265kN(压杆)； S5=-RBH/cos=-7.544kN(压杆)； S6=(RAH-S2)/cos=2.515kN(拉杆)； S7=RBHtan=6.397kN(拉杆)； (3)截面强度验算 对于、杆件，杆件承受拉力，S1=S2=2.666kN，采用的材料是钢管，截面为483.5，截面面积为A=4.89cm2。 考虑到杆件之间连接的焊缝有一定的偏心，其容许内力乘以0.95的折减系数。 =S1/A=2665.500/489.00=5.451N/mm2 0.95f=0.95215=204.250N/mm2。 、杆件材料的强度能够满足要求。 对于杆件，杆件承受拉力，S6=2.515kN，采用的材料是双槽钢，截面为8号槽钢截面面积为A=20.48cm2。 =S6/A=2514.628/2048.00=1.228N/mm2 0.95f=0.95215=204.250N/mm2。 杆件材料的强度能够满足要求。 杆件的计算长度为：l0=l2/cos=0.501000/cos57.99=943.40mm， 回转半径为 i=3.15cm。 材料的长细比为：=l0/i=30=400 (GB 20017-2003，P57)。 杆件材料的长细比方面能够满足要求。 对于杆件，杆件承受拉力，S7=6.397kN，采用的材料是双槽钢，截面为5号槽钢，截面面积为A=13.86cm2。 杆件材料的受拉应力 =S7/A=6397.200/1386.00=4.616N/mm2 0.95f=0.95215=204.250N/mm2。 杆件材料的强度能够满足要求。 杆件的计算长度为：l0=h=1.601000=1600.00 mm， 回转半径为 i=1.94cm， 材料的长细比=l0/i=49=400 (GB 20017-2003，P57)。 杆件材料的长细比方面能够满足要求。 对于、杆件，杆件承受压力，其最大内力S3=-5.029kN，S5=-7.544kN，采用的材料是双槽钢，截面为16a号槽钢，截面面积为A=43.90cm2。 根据钢结构设计规范(GB50017-2003)，该杆件在平面外的计算长度为： l0=h/sin(0.75+0.255.0291000/(7.5441000)=1.601000/sin(58.0)(0.75+0.255.0291000/(7.5441000)=1729.563mm， 回转半径为 i=6.28cm， 杆件材料的长细比=l0/i=28=150 (GB 20017-2003，P57)。 查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录C表C-2， 得=0.94， =7.544/(A)=1.822N/mm20.95f=0.95215=204.250N/mm2。 故、杆件在强度和容许长细比方面均满足要求。 对于杆件，杆件承受压力，S4=-4.265kN，采用的材料是双槽钢，截面为8号槽钢，截面面积为A=20.48cm2, 杆件的计算长度为：l0=l1tg=0.501000tan57.99=800.00mm， 回转半径为 i=3.15cm， 材料的长细比=l0/i=25=150 (GB 20017-2003，P57)。 查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录C表C-2，得=0.953。 =S4/(A)=2.185N/mm20.95f=0.95215=204.250N/mm2。 故杆件在强度和容许长细比方面均满足要求。 4、焊缝强度验算 取腹杆中内力最大的杆件s7进行计算，s7=6.397kN，根据钢结构设计规范(GB 50017-2003)表3.4.1-3，焊缝的轴心拉力或压力应满足以下条件 =N/(lwt) ffw 其中： N -杆件内力值，N=s7=6.397kN； lw -焊缝的长度， ffw -角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值，取为160N/mm2， t -焊缝的有效厚度。t=0.7t=7.000mm。 =6.3971000/(40.007.00)=22.847N/mm2160N/mm2。 所以焊缝的强度满足要求。 5、支座强度验算 (1)支座A采用28挂架螺栓，挂架螺栓面积为 A=d2/4 A=d2/4=615.752 mm2， 对挂架螺栓受拉验算： RAH=3.998kN，Ntb=170.000kN， Nt= RAH/A=3998.250/615.75=6.493N/mm2170.000N/mm2； 螺栓的受拉应力满足要求。 对挂架螺栓受剪验算： RAV=8.530kN，Nvb=140.000kN， Nv=RAv/A=8529.600/615.75=13.852N/mm2140.000N/mm2； 螺栓的受剪应力满足要求。 对于同时承受杆轴方向拉力和剪力的普通螺栓，应满足以下条件： (Nv/Nvb)2 + (Nt/Ntb)21/2 1 公式中，Nt，Nv -普通螺栓所承受的拉力和剪力 Ntb，Nvb -普通螺栓的受拉和受剪承载力设计值 将数据代入公式计算得到 0.106 1； 螺栓的综合应力满足要求。 (2)A支座处混