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文档简介
10.1集成式附着升降脚手架计算书 110.1.1验算内容 110.1.2荷载计算 110.1.3荷载组合 210.1.4各工况下,最不利位置进行验算 310.1.4.1使用及其坠落工况验算 310.1.4.2升降及其坠落工况验算 510.1.4.3台风天气工况验算 710.1.5防坠器计算 1010.1.6导轨上的小横杆计验算 1110.1.7吊挂件及吊索计验算 1210.2卸料平台计算书 1310.2.1计算依据 1310.2.2自爬式卸料平台设计参数 1310.2.3自爬式卸料平台设计计算 1310.3找平架承载力计算书 1910.3.16F南侧型钢悬挑扣件式钢管脚手架计算书 1910.3.26F西侧落地式扣件钢管脚手架计算书 3110.3.36F东侧及北侧落地式盘扣脚手架计算书 4010.3.424F西侧落地式扣件钢管脚手架计算书 5010.3.524F南侧型钢悬挑扣件式钢管脚手架计算书 5910.1集成式附着升降脚手架计算书10.1.1验算内容本工程使用的集成式附着升降脚手架为国家建设部验收合格产品,因此对架体的内部结构不再另行计算,本方案按照使用工况和升降工况分别进行验算,验算的主要内容为螺栓杆的受拉受剪强度验算与其接连的混凝土的局部受压强度验算。本工程37号机位附着在跨梁上,梁的尺寸为400x800mm,梁的长度为11.4m,是本工程中受力最薄弱处,故选37号机位为例进行螺栓杆连接处和框架梁的弯剪扭强度验算。由本工程架体侧立面图可知,本工程在使用全钢型升降脚手架过程中上部最大悬挑为5.95m。10.1.2荷载计算1、永久荷载架体自重4.0kN/m(每延长米)导轨自重含葫芦5.53kN/套2、可变荷载1)架体施工可变荷载当装修时三步架同时作业时2.0kN/m2当主体施工时二步架同时作业时3.0kN/m2当为升降状态时0.5kN/m22)风荷载本工程地处广东省深圳市内,风压高度变化系数按C类场地取值,深圳市基本风压按10年一遇风压取0.45kN/m2,高度修正系数取2.30(按《建筑结构荷载设计规范GB50009-2012》中200m高度取值,本工程楼高167m)。工程使用直径为6mm的冲孔网,使用19.5m高架体,选取规格为2.5×19.5架体计算挡风系数,外侧安装13块2.5m×1.5m的框架网片。外侧安装13块2.5×1.5m规格冲孔网制作的网框架,每一张网孔位数为:27×44×25=29700(个)2.5×19.5架体冲孔网孔洞面积为:29700×3.14×9×13=10911186mm2冲孔网挡风系数:Φ=(2500×19500-10911186)÷(2500×19500)≈0.776体型系数:us=1.3×0.776=1.01则风荷载为:Wk=1.0×1.01×2.30×0.45=1.05kN/m2,按10年一遇风压计算10.1.3荷载组合1、使用及其坠落工况附加安全系数γ1=1.3荷载不均匀系数γ2=2.0永久荷载γG=1.2可变荷载γQ=1.4根据规范计算附墙支座时,选取其中承受荷载最大处的支座进行计算,其设计荷载应乘以冲击系数2.0;升降、坠落工况应乘以荷载不均匀系数2.0,组合风荷载时,可变荷载需乘以0.9系数。取相临两机位架体之间的距离为L,按照《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台JGT546-2019》表2.1规定进行荷载组合。1)永久荷载标准值SGK=架体自重+导轨自重含葫芦=4.0L+5.53=4.0L+5.53kN2)可变荷载标准值SQK=永久荷载标准值×架体宽×主架体计算跨度=2×3.0×0.6L=3.6LkN3)依据《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台JGT546-2019》中4.1条荷载规定,可得荷载设计值:S=2×(γGSGK+γQSQK)=2×[1.2×(4.0L+5.53)+1.4×3.6L]=(19.68L+13.272)kN2、升降及其坠落工况1)永久荷载标准值SGK=架体自重+导轨自重含葫芦=4.0L+5.53=4.0L+5.53kN2)可变荷载标准值SQK=可变荷载标准值×架体宽×主架体计算跨度=2×0.5×0.6L=0.6LkN3)依据《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台JGT546-2019》中4.1条荷载规定,可得荷载设计值::S=2×(γGSGK+γQSQK)=2×[1.2×(4.0L+5.53)+1.4×0.6L]=(11.28L+13.272)kN10.1.4各工况下,最不利位置进行验算根据本工程的机位布置以及建筑结构情况,取受力最不利处的37号机位进行验算,具体机位布置图如下所示:10.1.4.1使用及其坠落工况验算此时基本风压值取10年一遇的0.45kN/m2,风压的作用方向与架子垂直即水平方向,则37号机位处验算如下。与37号机位相临机位间承受的架体荷载跨度L为4.7m,如下图所示节点A承受架体荷载高度为8.2m,则可得37号机位的荷载设计值和风荷载分别为:S37=19.68L+13.272kN=19.68×4.7+13.272=105.8kNF风=γQWkhl=1.4×1.05×4.7×8.2=56.7N使用工况下,导轨式附着升降脚手架的附墙支座一般为3个。假定截面1-1以上架体荷载P1由节点A承受,截面1-1和2-2间架体荷载P2由节点B承受,截面2-2以下架体荷载P3由节点C承受,如图所示。1、螺栓受力验算内力计算本工程架体高度为19.5m,由侧立面图可知节点A承受1-1以上架体荷载,高度约为8.2m37号机位螺栓处(组合风荷载后):剪力:NV=P1=8.2/19.5×105.8=44.5kN拉力:NT=P1(L+a/2)/H+F风=44.5×(0.43+0.6/2)/4.5+56.7=63.9kN承载力验算本工程均采用M30螺栓。根据《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》取37号机位螺栓处的受力进行验算得:3.14×302/4×140N=98.91kN>44.5kN=3.14×302/4×170N=120.1kN>63.9kN0.6968<1,螺栓满足要求。因此由《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台JGT546-2019》,式(4.3.7)得:Nv=44.5<1.35βbβlfcbd=1.35×0.39×1.73×14.3×0.2×30=78.15kN式中:Nv——一个螺栓所承受的剪力设计值(N):βb——螺栓孔混凝土受荷计算系数,取0.39;βl——混凝土局部承压强度提高系数,取1.73;fc——上升时混凝土龄期试块轴心抗压强度设计值(N/mm2);b——混凝土外墙厚度(mm);d——穿墙螺栓直径(mm)。穿墙螺栓处混凝土受压状况图满足要求。3、边梁承载力验算内力分析37机位处梁截面尺寸为400x800mm,梁配筋为4φ25,梁跨度为11.4m。梁自重为:0.4×0.8×25=8kN/m。梁自重产生的最大弯矩为:M梁=qL2/8=8×11.42/8=130.0kN·m37号机位处梁所受局部压力和竖向集中力:P37=44.5kN;梁为两端固定梁,为安全起见按一端固定一端简支计算37号机位处梁承受总弯距:M37=44.5x5.5x5.9/11.4=126.7kN·m同样附着在该梁上的还有36号机位和38号机位,同理可得:M36=29.2kN·mM38=40.6kN·m则:M=M梁+M37+M36+M38=130+126.7+29.2+40.6=326.5kN·m本工程截面尺寸为400x800mm,配筋为三级钢筋且直径数量为4φ25,钢筋截面积为AS=1963mm2,考虑到钢筋混凝土强度等级未达到设计值,混凝土强度等级按C20、钢筋等级为II级.查《钢筋混凝土房屋结构设计手册》并通过插值法求得:截面尺寸为400x800mm的梁的弯矩:[M]=422.9kN.m>326.5kN.m梁承载力满足要求。10.1.4.2升降及其坠落工况验算升降及其坠落工况时,考虑风荷载(5级大风)对架体受力分析,超过5级风时,不得进行升降作业。选取37号机位进行验算,此处机位承受的架体荷载宽度L为4.7m。37号机位的荷载设计值和风荷载依次为:S37=11.28L+13.272kN=11.28×4.7+13.272=66.3kNF风=γQWkhl=1.4×(1.0×1.01×2.3×0.1)×4.7×8.2=12.5kN1、螺栓受力验算内力计算37号机位螺栓处:剪力:NV=66.3kN拉力:NT=PNV=P=(L+a/2)/H+F风=66.3×(0.43+0.6/2)/4.5+12.8=23.3N2、承载力验算本工程均采用M30螺栓。根据《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》取37号机位螺栓处的受力进行验算得:3.14×302/4×140N=98.91kN>66.3kN=3.14×302/4×170N=120.1kN>23.3kN0.6978<1,螺栓满足要求。因此由《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台JGT546-2019》,式(4.3.7)得:Nv=66.3<1.35βbβlfcbd=1.35×0.39×1.73×14.3×0.2×30=78.15kN式中:Nv——一个螺栓所承受的剪力设计值(N):βb——螺栓孔混凝土受荷计算系数,取0.39;βl——混凝土局部承压强度提高系数,取1.73;fc——上升时混凝土龄期试块轴心抗压强度设计值(N/mm2);b——混凝土外墙厚度(mm);d——穿墙螺栓直径(mm)。穿墙螺栓处混凝土受压状况图满足要求。3、边梁承载力验算内力分析37机位处梁截面尺寸为400x800mm,梁配筋为4φ25,梁跨度为11.4m。梁自重为:0.4×0.8×25=8kN/m。梁自重产生的最大弯矩为:M梁=qL2/8=8×11.42/8=130.0kN·m37号机位处梁所受局部压力和竖向集中力:P37=66.3kN;梁为两端固定梁,为安全起见按一端固定一端简支计算37号机位处梁承受总弯距:M37=66.3x5.5x5.9/11.4=188.7kN·m同样附着在该梁上的还有36号机位和38号机位,同理可得:M36=43.5kN·mM38=60.5kN·m则:M=M梁+M37+M36+M38=130+188.7+43.5+60.5=422.7kN·m本工程截面尺寸为400x800mm,配筋为三级钢筋且直径数量为4φ25,钢筋截面积为AS=1963mm2,考虑到钢筋混凝土强度等级未达到设计值,混凝土强度等级按C20、钢筋等级为II级.查《钢筋混凝土房屋结构设计手册》并通过插值法求得:截面尺寸为400x800mm的梁的弯矩:[M]=422.9kN.m>422.7kN.m梁承载力满足要求。10.1.4.3台风天气工况验算此时基本风压值取50年一遇的0.75kN/m2,风压的作用方向与架子垂直即水平方向,则37号机位处验算如下。与37号机位相临机位间承受的架体荷载跨度L为4.7m,如下图所示节点A承受架体荷载高度为8.2m,则可得37号机位的荷载设计值和风荷载分别为:S37=19.68L+13.272kN=19.68×4.7+13.272=105.8kNF风=γQWkhl=94.5N使用工况下,导轨式附着升降脚手架的附墙支座一般为3个。假定截面1-1以上架体荷载P1由节点A承受,截面1-1和2-2间架体荷载P2由节点B承受,截面2-2以下架体荷载P3由节点C承受,如图所示。1、螺栓受力验算内力计算本工程架体高度为19.5m,由侧立面图可知节点A承受1-1以上架体荷载,高度约为8.2m37号机位螺栓处(组合风荷载后):剪力:NV=P1=8.2/19.5×105.8=44.5kN拉力:NT=P1(L+a/2)/H+F风=44.5×(0.43+0.6/2)/4.5+94.5=101.7kN承载力验算本工程均采用M30螺栓。根据《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》取37号机位螺栓处的受力进行验算得:3.14×302/4×140N=98.91kN>44.5kN=3.14×302/4×170N=120.1kN>101.7kN0.95889<1,螺栓满足要求。因此由《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台JGT546-2019》,式(4.3.7)得:Nv=44.5<1.35βbβlfcbd=1.35×0.39×1.73×14.3×0.2×30=78.15kN式中:Nv——一个螺栓所承受的剪力设计值(N):βb——螺栓孔混凝土受荷计算系数,取0.39;βl——混凝土局部承压强度提高系数,取1.73;fc——上升时混凝土龄期试块轴心抗压强度设计值(N/mm2);b——混凝土外墙厚度(mm);d——穿墙螺栓直径(mm)。穿墙螺栓处混凝土受压状况图满足要求。3、边梁承载力验算内力分析37机位处梁截面尺寸为400x800mm,梁配筋为4φ25,梁跨度为11.4m。梁自重为:0.4×0.8×25=8kN/m。梁自重产生的最大弯矩为:M梁=qL2/8=8×11.42/8=130.0kN·m37号机位处梁所受局部压力和竖向集中力:P37=44.5kN;梁为两端固定梁,为安全起见按一端固定一端简支计算37号机位处梁承受总弯距:M37=44.5x5.5x5.9/11.4=126.7kN·m同样附着在该梁上的还有36号机位和38号机位,同理可得:M36=29.2kN·mM38=40.6kN·m则:M=M梁+M37+M36+M38=130+126.7+29.2+40.6=326.5kN·m本工程截面尺寸为400x800mm,配筋为三级钢筋且直径数量为4φ25,钢筋截面积为AS=1963mm2,考虑到钢筋混凝土强度等级未达到设计值,混凝土强度等级按C20、钢筋等级为II级.查《钢筋混凝土房屋结构设计手册》并通过插值法求得:截面尺寸为400x800mm的梁的弯矩:[M]=422.9kN.m>326.5kN.m梁承载力满足要求。10.1.5防坠器计算荷载和工作状况示意图及计算简图:1、防坠器在防坠时受力,取防坠荷载且二个导座同时受力,由前面计算可知,单个防坠轮最大冲击荷载为:F=69110N2、转轮式防坠器工作状况如下图所示。3、转轮式防坠器轮体计算简图如下图示。4、防坠转轮、滑键及转轮轴的强度计算1)冲击荷载系数确认和荷载计算防坠转轮材质为45优质碳素结构钢制造,其强度设计值:[f]=330N/mm2,[fv]=210N/mm2,弹性模量E=2.06×105N/mm2在冲击载荷计算公式中,由于转轮式防坠器中的防坠转轮是应用齿轮啮合原理,即防坠转轮上的外齿与导轨上的防坠杆的啮合在一起的,可以视为H=0或ν=0,即载荷突然全部加于构件,冲击荷载系数Kk计算如下:Kk=1+√1+6HEIX/P升L3=1+√1=2则冲击荷载P冲=69110(N)2)防坠转轮的强度计算(1)防坠转轮凸齿根部的强度计算:Fτ1=P冲=69110(N)危险截面As1弯矩为:M=Fτ1×L=69110×30=2073300(N.mm)防坠转轮危险截面As1处抗弯截面模数:Wx=2×ab2/6=2×14×392/6=7098mm3截面As1处的应力:f=M/Wx=2073300÷7098=292.1(N/mm2)<[f]=330N/mm2,满足要求。(2)防坠转轮外齿的受剪计算:P冲=69110(N)该处(A-A断面)截面积:A=2×12×25=600(mm2)fv=P冲/A=69110÷600=115.2(N/mm2)<[fv]=210N/mm2,满足要求。(3)防坠转轮轮毂抗扭计算:防坠转轮轮毂可以简化为形状为空心圆管的计算模型,则:W=π×(D4-d4)/16D=41572.7(mm3)M=69110×65=4492150(Nmm)f=M/w=4492150÷41572.7=108.1N/mm2<[f]=330N/mm2,满足要求。防坠转轮异型键槽间轮毂体的受剪应力计算:F=P冲L1/L2=69110×65/31.5=142607.9NA=74×10=740(mm2)fv=F/A=142607.9/740=192.7(N/mm2)<[fv]=210N/mm2,满足要求。3)、转轮轴抗扭强度计算:轮轴直径为Φ50的45号调质钢,扭矩:M=69110×65=4492150(Nmm)抗扭截面模数:W=π×D3×(1-(d/D))/16=3.14×503×(1-20/50)/16=14718.75(mm3)扭矩应力:f=M/W=4492150/14718.75=305.2(N/mm2)<[f]=330N/mm2,满足要求。10.1.6导轨上的小横杆计验算架体坠落时,小横杆的抗弯及小横杆端头处和与导轨焊缝处的抗剪验算,按最不利工况架体坠落及一根横杆冲击。1、抗剪验算Fτ=69110(N),2As=2×616=1232(mm2)fv=Fτ/As=69110/1232=56.1(N/mm2)<[fv]=118N/mm2满足要求1)焊接处抗剪验算焊缝采用母材直角焊,整个外圆满焊,则由建筑结构荷载设计规范GB50017中“直角角焊缝的强度应按下列公式计算:在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下:当力垂直于焊缝长度方向时,σf=NV/helw≤βtfwf,当力平行于焊缝长度方向时,τf=NV/helw≤fwf”,另由《机械设计手册》第四版第1卷第1篇1-291页表1-4-40建筑钢结构焊缝许用应力中查得焊缝强度许用设计值:抗压:ff=167N/mm2抗剪:τf’=118N/mm2小横杆与导轨管焊接处的焊缝高度h≥6mm焊缝长度L=2πd=2×π×28=176mm焊缝抗剪截面积AS1=Lh/√2=176×6/√2=746.8(mm2)fv=Fτ/2As=69110/2x746.8=46.3(N/mm2)<[τf’]=118N/mm2满足要求2)抗弯验算Fσ=69110x0.6/3.0=13822(N)L=140-48-58=34(mm)Mmax=FσL/8=13822×34/8=58743.5(N.mm)fv=Mmax/ω=58743.5/2155=27.3(N/mm2)<[ff]=167N/mm2满足要求10.1.7吊挂件及吊索计验算1、上吊挂件设计计算1)吊挂件吊环采用Φ28的Q235A圆钢,吊环轴用Φ32的Q235A圆钢,[f]=215N/mm2[fv]=125N/mm2吊环截面积:As=616(mm2)吊挂件提升时承重:P升=69110(N)由f=Nt/A≤[f]有f=69110/(2×616)=56.1(N/mm2)<[f]=215N/mm2(满足要求)2)焊缝强度计验算焊缝采用母材直角焊,双面满焊hf≥6mm,由建筑结构荷载设计规范GB50017-2003中“直角角焊缝的强度应按下列公式计算:在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下:当力垂直于焊缝长度方向时,σf=NV/helw≤βtfwf,当力平行于焊缝长度方向时,τf=NV/helw≤fwf,另由《机械设计手册》第四版第1卷第1篇1-291页表1-4-40建筑钢结构焊缝许用应力中查得焊缝强度许用设计值:抗压:fap,=167N/mm2抗剪:τp’=118N/mm2(建筑结构荷载设计规范GB50017-2003表3.4.1-3焊缝的强度设计值中,自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊,Q235钢的角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度:fwt=160N/mm2)总焊缝长度:ΣL=250×4=1000(mm)焊缝有效高度:he=0.7hf=0.7×6=4.2(mm)承受平行于焊缝长度方向的荷载为NV=69110Nfv=69110/helw=69110heΣL=69110/(3.0×1000)=23.04(N/mm2)<[τp’]=118N/mm2满足要求。3)下吊点桁架设计计算下吊点桁架钩挂升降设备销轴处连接耳板强度计算,二块连接吊板厚度均为12mm,最小截面积为:As=2×(35-16)×12=456mm2σ吊=P升/AS=69110/456=155.6N/mm2<[σ]=215N/mm2满足要求连接耳板处焊缝强度计验算总焊缝长度:ΣL=80×4=320(mm)焊缝有效高度:he=0.7hf=0.7×6=4.2(mm)承受平行于焊缝长度方向的荷载为NV=69110Nfv=NV/helw=69110/heΣL=69110/(3.0×320)=72.0(N/mm2)<[τp’]=118N/mm2满足要求。
10.2卸料平台计算书10.2.1计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》《建筑施工模板安全技术规范》《建筑结构荷载规范》《钢结构设计标准》《混凝土结构设计规范》《建筑地基基础设计规范》《建筑施工安全检查标准》《建筑施工木脚手架安全技术规范》10.2.2自爬式卸料平台设计参数1、荷载:额定载荷:1500kg;卸料平台自重:1000kg;设计载荷8000kg(含自重)(取约3倍以上安全系数)2、尺寸:卸料平台标称宽度2.3m,长度4.5m(端部离墙距离),栏杆高度1.2m导轨长度11m3、提升系统:7.5T倒挂电动葫芦;电动葫芦额定电流:1.8A;提升速度12cm/min4、卸料平台材料:此卸料平台所用材料材质均为Q235.其中料台主体承力主梁材料为14#槽钢,主体底部次梁为60×30×3.0矩形管并铺设2.0mm花纹钢板。料台底部承力桁架材料为80×40×3.0矩形管,栏杆材料40×40×2.5矩形管。导轨为∮48×3.0圆管、∮25圆钢及80×40×3.0矩形管组焊成的桁架结构。10.2.3自爬式卸料平台设计计算如上图所示,在此结构系统中,载荷通过底部花纹钢板及次梁传递给主梁,主梁上的载荷通过料台主体、支撑桁架、导轨组成的三角稳定结构承受。最后此三角稳定结构中的导轨通过导向座与建筑结构相连,保证整个卸料平台在使用及提升过程中的可靠连接。根据载荷传递顺序我们依次对此料台的次梁→主梁→支撑桁架→导轨进行受力分析计算。1、底部次梁强度计算料台次梁选材为60×30×3.0矩形管,如下图所示,次梁间距300mm.材质Q235,许用抗拉强度[f]=205N/mm2设计载荷8000kg(含自重),除去自重后1500kg及电动葫芦等重量后,料台主体受力60KN。次梁受线载荷大小q=60KN/(1.80m×4.2m)×0.3m=2.38KN/m次梁受力简图如下:最大弯矩M=1/8ql2=1/8×2.38KN/m×2.0m×2.0m=0.97KN.m次梁60×30×3.0管抗弯截面系数W=7500mm3,弯应力:f=M/W=0.97KN.m×1000×1000/7500mm3=129.3N/mm2<[f]=205N/mm2满足设计要求。2、底部主梁受力计算料台次梁选材为14#槽钢,抗弯截面系数W=80500mm3,材质Q235,许用抗拉强度[f]=205N/mm2,使用状态下主梁受均布载荷,其重量由底部桁架支撑,如下图所示:主梁受线载荷大小:(左右各一根14#槽钢主梁),q=60KN/2/4.2m=7.14KN/m其受力简图有:主梁上最大弯矩:LBC段Mbcmax=1/8qLbc2=1/8×7.14KN/m×1.5m×1.5m=2KN.mLCD悬挑段主梁最大弯矩:Mbcmax=1/2qlCd2=1/2×7.14KN/m×1.35m×1.35m=6.5KN.m综上主梁上受最大弯矩Mmax=6.5KN.m,主梁最大弯应力:f=Mmax/W=6.5KN.m/80500mm3=80.75N/mm2<[f]=205N/mm2主梁14#槽钢满足设计要求。3、6m钢管转料时主梁强度验算:考虑到料台主梁悬挑端在放置6m钢管时,有如下图所示的不利情形。因此计算此状态时的主梁悬挑抗弯强度。主梁端部悬挑长度1350mm,悬挑状态最大受力按6M钢管斜搭在端部计算,载荷取最大额定载荷P=15KN。6M钢管端部超出料台不超过1.5m,受力模型如下:6m钢管搭在料台端部栏杆的情形,由上图可知,主梁端部最大受力:F=P/2×3000mm/4200mm=5.36KN此状态下,主梁端部悬挑弯矩图如下:端部悬挑最大弯矩:Mmax=F×1350mm=5.36KN×1350mm=7236KN.mm主梁14#槽钢最大弯应力f=M/2W=7236KN.mm/80500mm3=89.89N/mm2<[f]=205N/mm2主梁14#槽钢满足设计要求。4、底部支撑桁架受力计算料台自重及活载由下图所示底部桁架支撑。桁架上所有杆件均为80×40×3.0矩形管。桁架受力简图:将桁架与主梁接触点B、C单独分离出来,其受力简图有:根据对称原理,可知RB=RC=1/2P,设计载荷80KN,单边桁架P=40KN,则此处RB=RC=20KN,支撑桁架节点B、C受力如下图所示:则有:FEB=FFC=RYB=RYC=×20KN=28.284KN计算支撑桁架中此两根杆受压强度:由于支撑桁架中有构造杆,因此斜撑杆的计算长度取Lmax=1900mm如上图所示:80×40×3矩形管回转半径ry=16.29mm,截面面积A=660.8mm2,矩形管材质Q235,许用强度[f]=205N/mm2,斜撑杆的长细比为:λ=L/ry=1900/16.29=116.6<150,满足设计要求要求。查表得压杆稳定系数φ=0.453压杆稳定性:σ=N2/φA=28.284KN/(0.453×660.8mm2)=94.5N/mm2<205N/mm2;满足设计要求。
10.3找平架承载力计算书10.3.16F南侧型钢悬挑扣件式钢管脚手架计算书依据规范:《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计标准》GB50017-2017《混凝土结构设计规范》GB50010-2010计算参数:钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架,搭设高度3.0米,立杆采用单立管。立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.00米,内排架距离结构0.30米,立杆的步距1.50米。采用的钢管类型为φ48.3×3.6,连墙件采用3步3跨,竖向间距4.50米,水平间距4.50米。施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑2层施工。脚手板采用冲压钢板,荷载为0.30kN/m2,按照铺设4层计算。栏杆采用冲压钢板,荷载为0.16kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。脚手板下小横杆在大横杆上面,且主结点间增加一根小横杆。基本风压0.45kN/m2,高度变化系数1.2800,体型系数1.2000。悬挑水平钢梁采用18号工字钢,建筑物外悬挑段长度2.40米,支承点到锚固中心点距离为2.04米。悬挑水平钢梁上面的联梁采用16号工字钢,相邻悬挑钢梁之间的联梁上最多布置2根立杆。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗矩计算采用W=π(D4-d4)/32D。一、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值P1=0.040kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.500/2=0.225kN/m活荷载标准值Q=3.000×1.500/2=2.250kN/m荷载的计算值q=1.30×0.040+1.30×0.225+1.50×2.250=3.719kN/m小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下:M=3.719×1.0002/8=0.465kN.mσ=γ0M/W=1.000×0.465×106/5262.3=88.343N/mm2小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简支梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:荷载标准值q=0.040+0.225+2.250=2.515kN/m简支梁均布荷载作用下的最大挠度V=5.0×2.515×1000.04/(384×2.06×105×127084.5)=1.251mm小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!二、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,小横杆在大横杆的上面。用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算小横杆的自重标准值P1=0.040×1.000=0.040kN脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.000×1.500/2=0.225kN活荷载标准值Q=3.000×1.000×1.500/2=2.250kN荷载的计算值P=(1.30×0.040+1.30×0.225+1.50×2.250)/2=1.860kN大横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:集中荷载最大弯矩计算公式如下:M=0.08×(1.30×0.040)×1.5002+0.175×1.860×1.500=0.497kN.mσ=γ0M/W=1.000×0.497×106/5262.3=94.526N/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大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下:大横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=0.677×0.040×1500.004/(100×2.060×105×127084.500)=0.05mm集中荷载标准值P=(0.040+0.225+2.250)/2=2.515kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V1=1.146×2514.700×1500.003/(100×2.060×105×127084.500)=3.72mm最大挠度和V=V1+V2=3.767mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!三、扣件抗滑力的计算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:γ0R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;γ0——结构重要性系数;横杆的自重标准值P1=0.040×1.500=0.060kN脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.000×1.500/2=0.225kN活荷载标准值Q=3.000×1.000×1.500/2=2.250kN荷载的计算值γ0R=1.000×(1.30×0.060+1.30×0.225+1.50×2.250)=3.745kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN;四、脚手架荷载标准值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(kN/m);本例为0.1444NG1=0.144×3.000=0.433kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用冲压钢脚手板,标准值为0.30NG2=0.300×4×1.500×(1.000+0.300)/2=1.170kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,标准值为0.16NG3=0.160×1.500×4=0.960kN(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.010NG4=0.010×1.500×3.000=0.045kN经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.608kN。活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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NQ=3.000×2×1.500×1.000/2=4.500kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.450Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.280Us——风荷载体型系数:Us=1.200经计算得到,风荷载标准值Wk=0.450×1.280×1.200=0.691kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.30NG+0.9×1.50NQ经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.30×2.608+0.9×1.50×4.500=9.466kN不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.30NG+1.50NQ经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.30×2.608+1.50×4.500=10.141kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式MW=1.50×0.6×0.05ξWklaHc2其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);la——立杆的纵距(m);ξ——弯矩折减系数;Hc——连墙件间竖向垂直距离(m)。经过计算得到风荷载产生的弯矩:Mw=1.50×0.6×0.05×0.40×0.691×1.500×4.500×4.500=0.378kN.m五、立杆的稳定性计算1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=10.141kN;i——计算立杆的截面回转半径,i=1.59cm;k——计算长度附加系数,取1.155;u——计算长度系数,由脚手架的构造参数确定,u=1.700;l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.700×1.500=2.945m;A——立杆净截面面积,A=5.055cm2;W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.262cm3;λ——长细比,为2945/16=186λ0——允许长细比(k取1),为2550/16=161<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.209;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得到:σ=1.0×10141/(0.21×506)=95.772N/mm2;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=9.466kN;i——计算立杆的截面回转半径,i=1.59cm;k——计算长度附加系数,取1.155;u——计算长度系数,由脚手架的构造参数确定,u=1.700;l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.700×1.500=2.945m;A——立杆净截面面积,A=5.055cm2;W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.262cm3;λ——长细比,为2945/16=186λ0——允许长细比(k取1),为2550/16=161<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.209;MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.378kN.m;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得到σ=1.0×9466/(0.21×506)+1.0×378000/5262=161.212N/mm2;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!六、连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:Nl=Nlw+No其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:Nlw=1.50×wk×Awwk——风荷载标准值,wk=0.691kN/m2;Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:Aw=4.50×4.50=20.250m2;No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=3.000经计算得到Nlw=20.995kN,连墙件轴向力计算值Nl=23.995kN根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1=0.85An[f]/γ0根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2=0.85φA[f]/γ0其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.59的结果查表得到φ=0.95;净截面面积Ac=5.06cm2;毛截面面积A=18.32cm2;[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf1=88.091kNNf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!经过计算得到Nf2=303.873kNNf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!连墙件拉结楼板预埋钢管示意图七、联梁的计算按照集中荷载作用下的简支梁计算集中荷载P传递力,P=10.14kN计算简图如下支撑按照简支梁的计算公式其中n=3.00/1.50=2经过简支梁的计算得到支座反力(考虑到支撑的自重)RA=RB=(2-1)/2×10.14+10.14+3.00×0.20/2=15.51kN通过传递到支座的最大力为(考虑到支撑的自重)2×5.07+10.14+3.00×0.20=20.88kN最大弯矩(考虑到支撑的自重)Mmax=2/8×10.14×3.00+0.20×3.00×3.00/8=7.83kN.m抗弯计算强度:f=1.0×7.83×106/141000.0=55.54N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!八、悬挑梁的受力计算悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式支座弯矩计算公式C点最大挠度计算公式其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。本工程算例中,m=2400mm,l=2040mm,ml=300mm,m2=1300mm;水平支撑梁的截面惯性矩I=1660.00cm4,截面模量(抵抗矩)W=185.00cm3。受脚手架作用传递集中力P=20.88kN水平钢梁自重强度计算荷载q=1.30×30.60×0.0001×7.85×10=0.31kN/mk=2.40/2.04=1.18kl=0.30/2.04=0.15k2=1.30/2.04=0.64代入公式,经过计算得到支座反力RA=59.656kN支座反力RB=-16.502kN最大弯矩MA=34.314kN.m抗弯计算强度:f=γ0M/γW=1.0×34.314×106/(1.05×185000.0)=176.648N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!受脚手架作用集中计算荷载N=2.61+4.50=7.11kN水平钢梁自重计算荷载q=30.60×0.0001×7.85×10=0.24kN/m最大挠度Vmax=9.659mm按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.1.8规定:水平支撑梁的最大挠度小于4800.0/250,满足要求!九、悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附录得到:φb=2.00由于φb大于0.6,按照《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附录C其值φb'=1.07-0.282/φb=0.929经过计算得到强度σ=1.0×34.31×106/(0.929×185000.00)=199.66N/mm2;水平钢梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!十、锚固段与楼板连接的计算1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=16.502kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》9.7.6[f]=65N/mm2;压点处采用3个U形钢筋拉环连接,承载能力乘以0.85的折减系数;钢筋拉环抗拉强度为165.75N/mm2;所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[16502×4/(3.1416×165.75×2)]1/2=8mm实际选用直径为20mm的拉环,满足要求!注:依据JGJ130规范,U形钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16mm。水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。2.水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下:锚固压点处楼板负弯矩数值为M=16.50×2.04/2=16.83kN.m根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条其中α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法确定;fc──混凝土抗压强度设计值;h0──截面有效高度;fy──钢筋受拉强度设计值。截面有效高度h0=110-15=95mm;αs=16.83×106/(1.000×14.300×1.5×1000×95.02)=0.0870ξ=1-(1-2×0.0870)1/2=0.0910γs=1-0.0910/2=0.9540楼板压点负弯矩配筋为As=16.83×10^6/(0.9540×95.0×210.0)=884.0mm2悬挑脚手架计算满足要求!
10.3.26F西侧落地式扣件钢管脚手架计算书依据规范:《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计标准》GB50017-2017《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011计算参数:钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架,搭设高度3.6米,立杆采用单立管。立杆的纵距1.50米,立杆的横距0.90米,内排架距离结构0.30米,立杆的步距1.50米。钢管类型为φ48.3×3.6,连墙件采用2步2跨,竖向间距3.00米,水平间距3.00米。施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑2层施工。脚手板采用冲压钢板,荷载为0.30kN/m2,按照铺设4层计算。栏杆采用冲压钢板,荷载为0.16kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。脚手板下小横杆在大横杆上面,且主结点间增加一根小横杆。基本风压0.45kN/m2,高度变化系数1.2800,体型系数1.2000。地基承载力标准值170kN/m2,基础底面扩展面积0.250m2,地基承载力调整系数0.40。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗矩计算采用W=π(D4-d4)/32D。一、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值P1=0.040kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.500/2=0.225kN/m活荷载标准值Q=3.000×1.500/2=2.250kN/m荷载的计算值q=1.30×0.040+1.30×0.225+1.50×2.250=3.719kN/m小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下:M=3.719×0.9002/8=0.377kN.mσ=γ0M/W=1.000×0.377×106/5262.3=71.558N/mm2小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简支梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:荷载标准值q=0.040+0.225+2.250=2.515kN/m简支梁均布荷载作用下的最大挠度V=5.0×2.515×900.04/(384×2.06×105×127084.5)=0.821mm小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!二、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,小横杆在大横杆的上面。用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算小横杆的自重标准值P1=0.040×0.900=0.036kN脚手板的荷载标准值P2=0.300×0.900×1.500/2=0.203kN活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.500/2=2.025kN荷载的计算值P=(1.30×0.036+1.30×0.203+1.50×2.025)/2=1.674kN大横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:集中荷载最大弯矩计算公式如下:M=0.08×(1.30×0.040)×1.5002+0.175×1.674×1.500=0.449kN.mσ=γ0M/W=1.000×0.449×106/5262.3=85.250N/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大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下:大横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=0.677×0.040×1500.004/(100×2.060×105×127084.500)=0.052mm集中荷载标准值P=(0.036+0.203+2.025)/2=1.132kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1.146×1131.615×1500.003/(100×2.060×105×127084.500)=1.672mm最大挠度和V=V1+V2=1.724mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!三、扣件抗滑力的计算: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:γ0R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;γ0——结构重要性系数;1.荷载值计算横杆的自重标准值P1=0.040×1.500=0.060kN脚手板的荷载标准值P2=0.300×0.900×1.500/2=0.203kN活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.500/2=2.025kN荷载的计算值γ0R=1.000×(1.30×0.060+1.30×0.203+1.50×2.025)=3.378kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。四、脚手架荷载标准值: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(kN/m);本例为0.1444NG1=0.144×3.600=0.520kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用冲压钢脚手板,标准值为0.30NG2=0.300×4×1.500×(0.900+0.300)/2=1.080kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,标准值为0.16NG3=0.160×1.500×4=0.960kN(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.010NG4=0.010×1.500×3.600=0.054kN经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.614kN。活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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NQ=3.000×2×1.500×0.900/2=4.050kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.450Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.280Us——风荷载体型系数:Us=1.200经计算得到:Wk=0.450×1.280×1.200=0.691kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.3NG+1.5NQ经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:N=1.30×2.614+1.0×1.50×4.050=9.473kN不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=γGNG+γQNQ经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:N=1.30×2.614+1.50×4.050=9.473kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式MW=1.50×0.6×0.05ξWklaHc2其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);la——立杆的纵距(m);ξ——弯矩折减系数;Hc——连墙件间竖向垂直距离(m)。经过计算得到风荷载产生的弯矩:Mw=1.50×0.6×0.05×0.60×0.691×1.500×3.000×3.000=0.252kN.m五、立杆的稳定性计算:1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=9.473kN;i——计算立杆的截面回转半径,i=1.59cm;k——计算长度附加系数,取1.155;u——计算长度系数,由脚手架的构造参数确定,u=1.500;l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m;A——立杆净截面面积,A=5.055cm2;W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.262cm3;λ——长细比,为2599/16=164λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=142<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.265;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得到:σ=1.0×9473/(0.27×506)=70.621N/mm2;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=9.473kN;i——计算立杆的截面回转半径,i=1.59cm;k——计算长度附加系数,取1.155;u——计算长度系数,由脚手架的构造参数确定,u=1.500;l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m;A——立杆净截面面积,A=5.055cm2;W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.262cm3;λ——长细比,为2599/16=164λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=142<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.265;MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.252kN.m;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得到σ=1.0×9473/(0.27×506)+1.0×252000/5262=118.498N/mm2;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!六、最大搭设高度的计算:不考虑风荷载时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下式计算:[H]=[φAσ-(γGNG2k+γQNQk-NXie)]/γGgk其中NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2k=2.094kN;NQk——活荷载标准值,NQk=4.050kN;gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.144kN/m;NXie——轴向力钢丝绳卸荷部分,NQk=0.000kN;σ——钢管立杆抗压强度设计值,σ=205.00N/mm2;经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=99.622米。考虑风荷载时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下式计算:[H]={φAσ-[γGNG2k+0.9×γQ(NQk+φAMwk/W)-NXie]}/γGgk其中NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2k=2.094kN;NQk——活荷载标准值,NQk=4.050kN;gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.144kN/m;Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,Mwk=0.168kN.m;NXie——轴向力钢丝绳卸荷部分,NQk=0.000kN;σ——钢管立杆抗压强度设计值,σ=205.00N/mm2;经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=65.411米。取上面两式计算结果的最小值,脚手架允许搭设高度[H]=65.411米。七、连墙件的计算:连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:Nl=Nlw+No其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:Nlw=1.50×wk×Awwk——风荷载标准值,wk=0.691kN/m2;Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:Aw=3.00×3.00=9.000m2;No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=3.000经计算得到Nlw=9.331kN,连墙件轴向力计算值Nl=12.331kN根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1=0.85Ac[f]/γ0根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2=0.85φA[f]/γ0其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.59的结果查表得到φ=0.95;净截面面积Ac=5.06cm2;毛截面面积A=18.32cm2;[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf1=88.091kNNf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!经过计算得到Nf2=303.873kNNf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!连墙件拉结楼板预埋钢管示意图八、立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求pk=N/Ag≤γufa其中pk——脚手架立杆基础底面处的平均压力设计值,pk=N/Ag=37.89(kPa)N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值N=9.47kNAg——基础底面面积(m2);Ag=0.25γu——永久荷载和可变荷载分项系数加权平均值,双排脚手架取1.254fa——地基承载力设计值(kN/m2);fa=68.00地基承载力设计值应按下式计算fa=mf×fak其中mf——脚手架地基承载力调整系数;mf=0.40fak——地基承载力标准值;fak=170.00地基承载力的计算满足要求!双排扣件脚手架计算满足要求!
10.3.36F东侧及北侧落地式盘扣脚手架计算书依据规范:《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计标准》GB50017-2017《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011计算参数:盘扣式脚手架立杆钢管强度为300N/mm2,水平杆钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架搭设高度26.7米,立杆的纵距1.80米,立杆的横距0.90米,内排架距离结构0.50米,脚手架步距2.00米。立杆钢管类型选择:B-LG-2000(Φ48×3.2×2000);横向水平杆钢管类型选择:A-SG-900(Φ48×2.5×840);纵向水平杆钢管类型选择:A-SG-1800(Φ48×2.5×1740);连墙件采用2步2跨,竖向间距4.00米,水平间距3.60米。施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑2层施工。脚手板采用冲压钢板,荷载为0.30kN/m2,按照铺设4层计算。栏杆采用冲压钢板,荷载为0.16kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。脚手板下主结点跨间增加一根横向水平杆。基本风压0.45kN/m2,高度变化系数1.2800,体型系数1.2000。地基承载力标准值170kN/m2,基础底面扩展面积0.250m2,地基承载力调整系数0.40。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗矩计算采用W=π(D4-d4)/32D。一、横向水平杆的计算:横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算,按照水平杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算水平杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算横向水平杆的自重标准值P1=0.036kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.800/2=0.270kN/m活荷载标准值Q=3.000×1.800/2=2.700kN/m荷载的计算值q=1.20×0.036+1.20×0.270+1.40×2.700=4.147kN/m横向水平杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下:M=4.147×0.9002/8=0.420kN.mσ=γ0M/W=1.000×0.420×106/3860.0=108.769N/mm2横向水平杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:荷载标准值q=0.036+0.270+2.700=3.006kN/m简支梁均布荷载作用下的最大挠度V=5.0×3.006×900.04/(384×2.06×105×92800.0)=1.343mm横向水平杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!二、跨间水平杆的计算:跨间水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算,按照脚手板和活荷载作为均布荷载计算跨间水平杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算跨间水平杆的自重标准值P1=0.036kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.800/2=0.270kN/m活荷载标准值Q=3.000×1.800/2=2.700kN/m荷载的计算值q=1.20×0.036+1.20×0.270+1.40×2.700=4.147kN/m跨间水平杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下:M=4.147×0.9002/8=0.420kN.mσ=γ0M/W=1.000×0.420×106/3860.0=108.769N/mm2跨间水平杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:荷载标准值q=0.036+0.270+2.700=3.006kN/m简支梁均布荷载作用下的最大挠度V=5.0×3.006
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