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文档简介

9.1型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书 19.2三角形钢管悬挑脚手架计算书 169.3型钢悬挑脚手架(阳角B)计算书 299.1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、《钢结构设计标准》GB50017-20176、《混凝土结构设计规范》GB50010-20107、《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018架体验算一、脚手架参数卸荷设置无结构重要性系数γ01.1可变荷载调整系数γL0.9脚手架安全等级II级脚手架搭设排数双排脚手架脚手架钢管类型Ф48×3脚手架架体高度H(m)16立杆步距h(m)1.4立杆纵距或跨距la(m)1.2立杆横距lb(m)1横向水平杆计算外伸长度a1(m)0.15内立杆离建筑物距离a(m)0.2双立杆计算方法不设置双立杆二、荷载设计脚手架设计类型装修脚手架,其它用途脚手架脚手板类型木脚手板脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)0.35脚手板铺设方式1步1设密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)0.01挡脚板类型木挡脚板栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)0.17挡脚板铺设方式1步1设每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12装修脚手架作业层数nzj2装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m2)2其他用途脚手架作业层数nqj1其他用途脚手架荷载标准值Gkqj(kN/m2)1地区新疆乌鲁木齐市安全网设置全封闭基本风压ω0(kN/m2)0.7风荷载体型系数μs1风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)1.53,1.814风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)1.071,1.27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n2横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)205横杆截面惯性矩I(mm4)107800横杆弹性模量E(N/mm2)206000横杆截面抵抗矩W(mm3)4490纵、横向水平杆布置承载能力极限状态q=1.3×(0.033+Gkjb×la/(n+1))+0.9×1.5×Gk×la/(n+1)=1.3×(0.033+0.35×1.2/(2+1))+0.9×1.5×2×1.2/(2+1)=1.305kN/m正常使用极限状态q'=(0.033+Gkjb×la/(n+1))=(0.033+0.35×1.2/(2+1))=0.173kN/m计算简图如下:1、抗弯验算Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[1.305×12/8,1.305×0.152/2]=0.163kN·mσ=γ0Mmax/W=1.1×0.163×106/4490=39.973N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算νmax=max[5q'lb4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×0.173×10004/(384×206000×107800),0.173×1504/(8×206000×107800)]=0.102mmνmax=0.102mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[1000/150,10]=6.667mm满足要求!3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=1.305×(1+0.15)2/(2×1)=0.863kN正常使用极限状态Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=0.173×(1+0.15)2/(2×1)=0.115kN四、纵向水平杆验算承载能力极限状态由上节可知F1=Rmax=0.863kNq=1.3×0.033=0.043kN/m正常使用极限状态由上节可知F1'=Rmax'=0.115kNq'=0.033kN/m1、抗弯验算计算简图如下:弯矩图(kN·m)σ=γ0Mmax/W=1.1×0.282×106/4490=69.139N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算计算简图如下:变形图(mm)νmax=0.192mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1200/150,10]=8mm满足要求!3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=2.013kN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0.9扣件抗滑承载力验算:横向水平杆:Rmax=1.1×0.863=0.949kN≤Rc=0.9×8=7.2kN纵向水平杆:Rmax=1.1×2.013=2.214kN≤Rc=0.9×8=7.2kN满足要求!六、荷载计算脚手架架体高度H16脚手架钢管类型Ф48×3每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12立杆静荷载计算1、立杆承受的结构自重标准值NG1k单外立杆:NG1k=(gk+(lb+a1)×n/2×0.033/h)×H=(0.12+(1+0.15)×2/2×0.033/1.4)×16=2.358kN单内立杆:NG1k=2.358kN2、脚手板的自重标准值NG2k1单外立杆:NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/1/2=(16/1.4+1)×1.2×(1+0.15)×0.35×1/1/2=3.001kN1/1表示脚手板1步1设单内立杆:NG2k1=3.001kN3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2单外立杆:NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(16/1.4+1)×1.2×0.17×1/1=2.535kN1/1表示挡脚板1步1设4、围护材料的自重标准值NG2k3单外立杆:NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.2×16=0.192kN5、构配件自重标准值NG2k总计单外立杆:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=3.001+2.535+0.192=5.729kN单内立杆:NG2k=NG2k1=3.001kN立杆施工活荷载计算外立杆:NQ1k=la×(lb+a1)×(nzj×Gkzj+nqj×Gkqj)/2=1.2×(1+0.15)×(2×2+1×1)/2=3.45kN内立杆:NQ1k=3.45kN组合风荷载作用下单立杆轴向力:单外立杆:N=1.3×(NG1k+NG2k)+0.9×1.5×NQ1k=1.3×(2.358+5.729)+0.9×1.5×3.45=15.17kN单内立杆:N=1.3×(NG1k+NG2k)+0.9×1.5×NQ1k=1.3×(2.358+3.001)+0.9×1.5×3.45=11.624kN七、立杆稳定性验算脚手架架体高度H16立杆计算长度系数μ1.5立杆截面抵抗矩W(mm3)4490立杆截面回转半径i(mm)15.9立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)205立杆截面面积A(mm2)424连墙件布置方式两步三跨1、立杆长细比验算立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.4=2.1m长细比λ=l0/i=2.1×103/15.9=132.075≤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=1.155×1.5×1.4=2.425m长细比λ=l0/i=2.425×103/15.9=152.547查《规范》表A得,φ=0.3012、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'=NG1k+NG2k=2.358+5.729=8.087kN单立杆的轴心压力设计值N=1.3(NG1k+NG2k)+0.9×1.5NQ1k=1.3×(2.358+5.729)+0.9×1.5×3.45=15.17kNMwd=γLφwγQMwk=γLφwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.9×0.6×1.5×(0.05×0.6×1.27×1.2×2.82)=0.29kN·mσ=γ0[N/(φA)+Mwd/W]=1.1×[15170.061/(0.301×424)+290340.288/4490]=201.882N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!八、连墙件承载力验算连墙件布置方式两步三跨连墙件连接方式软拉硬撑连接连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)3连墙件计算长度l0(mm)600连墙件截面类型钢管连墙件型号Ф48×3连墙件截面面积Ac(mm2)424连墙件截面回转半径i(mm)15.9连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)205拉接柔性钢筋的抗拉强度[fy](N/mm2)205Nlw=1.5×ωk×2×h×3×la=1.5×1.071×2×1.4×3×1.2=16.194kN长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896(Nlw+N0)/(φAc)=(16.194+3)×103/(0.896×424)=50.523N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2满足要求!拉接部分柔性钢筋的最小直径计算:拉接柔性钢筋的抗拉强度fy=205N/mm2dmin=2×(A/π)1/2=2×((Nlw+N0)/fy/π)1/2=2×((16.194+3)×103/205/3.142)1/2=10.918mm悬挑梁验算一、基本参数主梁离地高度(m)73悬挑方式普通主梁悬挑主梁间距(mm)1200主梁与建筑物连接方式平铺在楼板上锚固点设置方式压环钢筋压环钢筋直径d(mm)16主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)1600主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)100主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)3500梁/楼板混凝土强度等级C30二、荷载布置参数作用点号各排立杆传至梁上荷载标准值F'(kN)各排立杆传至梁上荷载设计值F(kN)各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)主梁间距la(mm)18.09150915.1713001200附图如下: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nz1主梁材料规格18号工字钢主梁截面积A(cm2)30.6主梁截面惯性矩Ix(cm4)1660主梁截面抵抗矩Wx(cm3)185主梁自重标准值gk(kN/m)0.241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'=gk=0.241=0.241kN/m第1排:F'1=F1'/nz=8.09/1=8.09kN第2排:F'2=F2'/nz=8.09/1=8.09kN荷载设计值:q=1.3×gk=1.3×0.241=0.313kN/m第1排:F1=F1/nz=15.17/1=15.17kN第2排:F2=F2/nz=15.17/1=15.17kN1、强度验算弯矩图(kN·m)σmax=γ0Mmax/W=1.1×24.673×106/185000=146.702N/mm2≤[f]=215N/mm2符合要求!2、抗剪验算剪力图(kN)τmax=γ0Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=1.1×30.841×1000×[94×1802-(94-6.5)×158.62]/(8×16600000×6.5)=33.195N/mm2τmax=33.195N/mm2≤[τ]=125N/mm2符合要求!3、挠度验算变形图(mm)νmax=9.581mm≤[ν]=2×lx/250=2×1600/250=12.8mm符合要求!4、支座反力计算设计值:R1=-6.502kN,R2=38.438kN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《钢结构设计标准》(GB50017-2017)得,φb=1.3由于φb大于0.6,根据《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附表C,得到φb'值为0.85。γ0Mmax/(φb'Wxf)=1.1×24.673×106/(0.853×185×215×103)=0.8≤1符合要求!五、锚固段与楼板连接的计算主梁与建筑物连接方式平铺在楼板上锚固点设置方式压环钢筋压环钢筋直径d(mm)16梁/楼板混凝土强度等级C30压环钢筋1压环钢筋21、压环钢筋验算如下锚固点压环钢筋受力:N/2=6.502/2=3.251kN压环钢筋验算:σ=γ0N/(4A)=γ0N/πd2=1.1×6.502×103/(3.14×162)=8.892N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2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以上搭接长度符合要求!9.2三角形钢管悬挑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、《钢结构设计标准》GB50017-20174、《施工技术》2006.2期由于国家未对钢管悬挑脚手架作出相应规定,故本计算书参考《施工技术》2006.2期编制,仅供参考。一、参数信息1.脚手架参数悬挑梁离地高度(m)90.3架体高度(m)3.5立杆纵距(m)1.2立杆横距(m)0.6立杆步距(m)1.5内排架距离墙长度(m)2横向水平杆在上,搭接在纵向水平杆上的横向水平杆根数2三角形钢管支撑点竖向距离(m)3.45钢管类型Φ48×3横杆与立杆连接方式单扣件连墙件布置方式一步一跨竖向间距(m)1.5水平间距(m)1.2连墙件连接方式扣件连接连墙件扣件连接方式双扣件2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2)2脚手架用途装修脚手架同时施工层数23.风荷载参数工程位置新疆乌鲁木齐基本风压(kN/m2)0.7风压高度变化系数μz0.796风荷载体型系数μs1.254计算中是否考虑风荷载是4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m)0.116脚手板自重标准值(kN/m2)0.3栏杆挡脚板自重标准值(kN/m)0.16安全设施与安全网自重标准值(kN/m2)0.01脚手板铺设层数5脚手板类别冲压钢脚手板栏杆挡板类别冲压钢脚手板挡板二、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,横向水平杆在纵向水平杆的上面。按照上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向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=0.033kN/m;脚手板的荷载标准值:P2=0.3×1.2/3=0.12kN/m;活荷载标准值:Q=2×1.2/3=0.8kN/m;荷载的计算值:q=1.2×0.033+1.2×0.12+1.4×0.8=1.304kN/m;横向水平杆计算简图2.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:Mqmax=ql2/8最大弯矩Mqmax=1.304×0.62/8=0.059kN·m;最大应力计算值σ=Mqmax/W=13.069N/mm2;横向水平杆的最大弯曲应力σ=13.069N/mm2小于横向水平杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2横向水平杆的弯曲应力满足要求!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荷载标准值q=0.033+0.12+0.8=0.953kN/m;νqmax=5ql4/384EI最大挠度ν=5.0×0.953×6004/(384×2.06×105×107800)=0.072mm;横向水平杆的最大挠度0.072mm小于横向水平杆的最大容许挠度600/150=4mm与10mm横向水平杆的挠度满足要求!三、纵向水平杆的计算纵向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,横向水平杆在纵向水平杆的上面。1.荷载值计算横向水平杆的自重标准值:P1=0.033×0.6=0.02kN;脚手板的荷载标准值:P2=0.3×0.6×1.2/3=0.072kN;活荷载标准值:Q=2×0.6×1.2/3=0.48kN;荷载的设计值:P=(1.2×0.02+1.2×0.072+1.4×0.48)/2=0.391kN;纵向水平杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为纵向水平杆自重均布荷载与横向水平杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。Mmax=0.1ql2均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.1×0.391×1.22=0.056kN·m;集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=0.267Pl集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.391×1.2=0.125kN·m;M=M1max+M2max=0.056+0.125=0.182kN·m最大应力计算值σ=0.182×106/4490=40.461N/mm2;纵向水平杆的最大弯曲应力计算值σ=40.461N/mm2小于纵向水平杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2纵向水平杆的弯曲应力满足要求!3.挠度验算最大挠度考虑为纵向水平杆自重均布荷载与横向水平杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;均布荷载最大挠度计算公式如下:νmax=0.677ql4/100EI纵向水平杆自重均布荷载引起的最大挠度:νmax=0.677×0.033×12004/(100×2.06×105×107800)=0.021mm;集中荷载最大挠度计算公式如下:νpmax=1.883Pl3/100EI集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:横向水平杆传递荷载P=(0.02+0.072+0.48)/2=0.286kNν=1.883×0.286×12003/(100×2.06×105×107800)=0.419mm;最大挠度和:ν=νmax+νpmax=0.021+0.419=0.44mm;纵向水平杆的最大挠度0.44mm小于纵向水平杆的最大容许挠度1200/150=8与10mm纵向水平杆的挠度满足要求!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》5.2.5):R≤Rc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;横向水平杆的自重标准值:P1=0.033×0.6×2/2=0.02kN;纵向水平杆的自重标准值:P2=0.033×1.2=0.04kN;脚手板的自重标准值:P3=0.3×0.6×1.2/2=0.108kN;活荷载标准值:Q=2×0.6×1.2/2=0.72kN;荷载的设计值:R=1.2×(0.02+0.04+0.108)+1.4×0.72=1.21kN;R<8kN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0.1291kN/mNG1=[0.1291+(0.60×2/2)×0.033/1.50]×3.50=0.498kN;(2)脚手板的自重标准值;采用冲压钢脚手板,标准值为0.3kN/m2NG2=0.3×5×1.2×(0.6+2)/2=2.34kN;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用冲压钢挡脚板,标准值为0.16kN/mNG3=0.16×5×1.2/2=0.48kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.01kN/m2NG4=0.01×1.2×3.5=0.042kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.36kN;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NQ=2×0.6×1.2×2/2=1.44kN;考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.9×1.4NQ=1.2×3.36+0.9×1.4×1.44=5.847kN;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.36+1.4×1.44=6.049kN;六、立杆的稳定性计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:σ=N/(φA)≤[f]立杆的轴向压力设计值:N=N'=6.049kN;计算立杆的截面回转半径:i=1.59cm;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》(JGJ130-2011)第5.2.8条得:k=1.155,长细比验算时,k=1;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》(JGJ130-2011)表5.2.8得:μ=1.5;长细比验算:计算长度,由公式lo=k×μ×h确定:l0=2.25m;长细比Lo/i=142;立杆稳定性计满足要求!轴心受压杆件稳定性验算:计算长度,由公式l0=kuh确定:l0=2.599m;轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到:φ=0.265;立杆净截面面积:A=4.24cm2;立杆净截面模量(抵抗矩):W=4.49cm3;钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205N/mm2;σ=6049/(0.265×424)=53.832N/mm2;立杆稳定性计算σ=53.832N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2立杆稳定性满足要求!七、连墙件的计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:Nl=Nlw+N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=0.796,μs=1.254,ω0=0.7,ωk=μz·μs·ω0=0.796×1.254×0.7=0.299kN/m2;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=1.8m2;按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)5.2.12条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=3kN;风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:Nlw=1.4×ωk×Aw=0.755kN;连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=3.755kN;连墙件承载力设计值按下式计算:Nf=φ×A×0.85×[f]其中φ--轴心受压立杆的稳定系数;由长细比l/i=2000/15.9=125.786;查表得到φ=0.417,l为内排架距离墙的长度;A=4.24cm2;[f]=205N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.417×4.24×10-4×0.85×205×103=30.809kN;Nl=3.755kN<Nf=30.809kN连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到Nl=3.755kN,小于双扣件的抗滑力9.6kN双扣件抗滑承载满足要求!连墙件扣件连接示意图八、三角形钢管悬挑支撑计算在竖向荷载作用下,计算简图如下立面图1、上图所示竖向荷载P1、P2由脚手架立杆所传,作用在三角形钢管悬支撑上各个杆件内力和各个支点的支座反力计算如下:(1)三角形钢管悬支撑的各杆件轴力:NBD=6.049×(1.702+3.452)0.5/3.45=6.743kN;NCD=6.049×[(1.70+0.60)2+3.452]0.5/3.45=7.269kN;NBC=6.049×(1.70+0.60)/3.45=4.032kN;NAB=6.049×1.70/3.45+4.032=7.013kN;(2)三角形钢管悬支撑的各支点的支座反力:RAH(拉力)=7.013kN;RDH(压力)=7.013kN;RDV=P1+P2=12.097kN。2、三角形钢管悬支撑中水平杆ABC中的力,除由P1、P2产生的轴力NAB外,还有P1、P2产生的压屈剪力NV和风荷载引起的水平力NW。(1)由P1、P2产生的压屈剪力NV:Nv=∑Pi/(85φ)Nv=∑Pi/(85φ)=12.097/(85×0.125)=1.139kN;λ=(3450.0002+1700.0002)0.5/(1.590×10)=242;式中φ为立杆稳定系数,根据λ查表得φ=0.125。(2)风荷载引起的NW:计算风荷载qw=1.4×(μz×μs×ω0)×La=1.4×(0.796×1.254×0.300)×1.200=0.503kN/mLa--连墙件横向距离,取1.20m;以连墙杆作为支点,在风荷载作用下,按四跨连续梁计算,边支座反力:R=0.393×qw×L=0.393×0.503×1.50=0.297kN;L--连墙件竖向距离,取1.50m;风荷载给三角悬挑脚手架水平杆的力NW计算:NW=2R=0.593kN。3、三角悬挑的杆件和节点设计(1)水平杆AB轴拉力N’AB=NAB+NV+NW=7.013+1.139+0.593=8.745kN;钢管的拉应力:σ=N’AB/A=8.745×103/(4.240×100)=20.624N/mm2;AB杆的拉应力20.62N/mm2小于205N/mm2满足要求!(2)BD杆NBD=6.743kN,BD的长度3.846m,在BD杆中点设EF支撑,则BD的计算长度l0计算如下:l0=3.846×103/2×1.155=2221.124mm;λ=l0/i=2221.124/15.900=140≤200BD杆杆件长细比,满足要求!根据λ值查表的φ=0.349;M=NBD×e;其中依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》:e=53mm。M=6.743×103×53=357379.670N·mm;根据钢结构规范规定βm取1;N’EX=π2EA(1.1λ2)N’EX=π2EA(1.1λ2)=π2×2.060×105×424.000/(1.1×1402)=39983.800N;BD杆压弯稳定性按下式计算:σ=N/φA+βmM/[W(1-Nφ/N’EX)]σ=6.743×103/(0.349×424.000)+1×357379.670/(4490.000×(1-6.743×103×0.349/39983.800))=130.141N/mm2;BD杆的压应力130.14N/mm2小于205N/mm2满足要求!(3)CD杆NCD=7.269kN,CD的长度4.146m,在CD杆中点设EF支撑,则CD的计算长度l0计算如下:l0=4.146×103/2×1.155=2394.537mm;λ=l0/i=2394.537/15.900=151≤200CD杆杆件长细比,满足要求!根据λ值查表的φ=0.305;M=NCD×e;其中依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》:e=53mm。M=7.269×103×53=385281.868N·mm;根据钢结构规范规定βm取1;N’EX=π2EA(1.1λ2)N’EX=π2EA(1.1λ2)=π2×2.060×105×424.000/(1.1×1512)=34370.531N;BD杆压弯稳定性按下式计算:σ=N/φA+βmM/[W(1-Nφ/N’EX)]σ=7.269×103/(0.305×424.000)+1×385281.868/(4490.000×(1-7.269×103×0.305/34370.531))=147.939N/mm2;CD杆的压应力147.94N/mm2小于205N/mm2满足要求!(4)EF杆EF杆是为减半压杆BD、CD的计算长度而设置的横向支撑,按钢结构设计规范计算:由BD杆引起:Fb1=NBD/60Fb1=6.743/60=0.112kN;由CD杆引起:Fb2=NBD/60+(0.6+0.4/n)Fb2=7.269/60×(0.6+0.4/2)=0.097kN;两者基本接近,可确保BD、CD杆的计算长度减半。(5)节点设计需要的扣件数量按照下式计算:n=P/NVt其中:Nv单扣件抗滑移承载力,取0.800×8=6.400kN;内外立杆需要扣件数为:n=6.049/6.400=1;BD杆需要扣件数为:n=6.743/6.400=2;AB杆需要扣件数为:n=8.745/6.400=2;CD杆需要扣件数为:n=7.269/6.400=2;对三角形钢管脚手架的水平大杆的抗剪、抗弯和挠度计算,采用“结构力学求解器”(清华大学)进行建模计算,结果如下图:模型图内力计算结果根据内力计算结果,得知1号单元杆件(即AC杆)仅受轴向力,不受弯矩和剪力,故不需进行抗弯、抗剪和挠度验算;这与原三角形钢管脚手架计算书计算方式是相符的。9.3型钢悬挑脚手架(阳角B)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、《钢结构设计标准》GB50017-2017一、基本参数1、基本参数阳角处主梁悬挑方式联梁悬挑建筑物阳角处角度β90梁/楼板混凝土强度等级C30阳角对角线上是否有主梁否2、立杆荷载参数第几排立杆离墙距离a(m)荷载标准值F'(kN)荷载设计值F(kN)10.3911.421.3911.43、外排立杆纵距序号外排立杆纵距lai(m)1121.231.241.2二、主梁布置及锚固参数主梁号内锚固点坐标x(m).y(m)角度α(度)主梁自内锚固点伸出长度L(m)主梁锚固方式12,-21254.2压环钢筋23,-21204压环钢筋33.6,-21103.8压环钢筋44.2,-2903.6压环钢筋平面图三、联梁验算联梁材料类型工字钢联梁材料规格16号工字钢联梁截面积A(cm2)26.11联梁截面惯性矩Ix(cm4)1130联梁截面抵抗矩Wx(cm3)141联梁自重标准值gk(kN/m)0.205联梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)205联梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)125联梁弹性模量E(N/mm2)206000联梁允许挠度[υ]1/4001、第一排立杆处的联梁计算计算简图如下:荷载标准值:q'=gk=0.205kN/mR'=F1'=9kN荷载设计值:q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/mR=F1=11.4kN1)抗弯验算σ=Mmax/W=3.992×106/(141×103)=28.312N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2)抗剪验算Vmax=9.346kNτmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=9.346×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=11.045N/mm2≤[τ]=125N/mm2满足要求!3)挠度验算νmax=0.413mm≤[ν]=la/400=1437/400=3.592mm满足要求!4)支座反力计算正常使用极限状态下:R'1A=10.09kN;R'1B=5.652kN;R'1C=12.666kN;R'1D=4.014kN;承载能力极限状态下:R1A=12.761kN;R1B=7.147kN;R1C=16.023kN;R1D=5.077kN;2、第二排立杆处的联梁计算计算简图如下:荷载标准值:q'=gk=0.205kN/mR'=F1'=9kN荷载设计值:q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/mR=F1=11.4kN1)抗弯验算σ=Mmax/W=5.758×106/(141×103)=40.837N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2)抗剪验算Vmax=16.625kNτmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=16.625×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=19.647N/mm2≤[τ]=125N/mm2满足要求!3)挠度验算νmax=1.394mm≤[ν]=la/400=1801/400=4.503mm满足要求!4)支座反力计算正常使用极限状态下:R'2A=17.839kN;R'2B=2.2kN;R'2C=16.453kN;R'2D=5.136kN;承载能力极限状态下:R2A=22.568kN;R2B=2.775kN;R2C=20.814kN;R2D=6.496kN;四、主梁验算1、1号主梁验算主梁材料类型工字钢主梁材料规格18号工字钢主梁截面积A(cm2)30.74主梁截面惯性矩Ix(cm4)1660主梁截面抵抗矩Wx(cm3)185主梁自重标准值gk(kN/m)0.241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[υ](mm)1/3601号主梁图荷载标准值:q'=gk=0.241kN/m第一排立杆处:P1'=R'1A=10.09kN;第二排立杆处:P2'=R'2A=17.839kN;荷载设计值:q=1.2×gk=1.2×0.241=0.289kN/m第一排立杆处:P1=R1A=12.761kN;第二排立杆处:P2=R2A=22.568kN;计算简图如下:1)抗弯验算σ=Mmax/W=3.747×106/(185×103)=20.254N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求!2)抗剪验算Vmax=22.627kNτmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=22.627×1000×[94×1802-(94-6.5)×158.62]/(8×16600000×6.5)=22.14N/mm2≤[τ]=125N/mm2满足要求!3)挠度验算νmax=0.197mm≤[ν]=2×l/360=2×2003/360=11.128mm满足要求!4)支座反力计算设计值:R1=-0.554kN;R2=10.555kN;R3=26.542kN;标准值:R'1=-0.427kN;R'2=8.377kN;R'3=20.991kN;2、支撑杆件设置支撑点号支撑方式材料类型距主梁外锚固点水平距离(mm)支撑件上下固定点的垂直距离n(mm)支撑件上下固定点的水平距离m(mm)是否参与计算1上拉钢丝绳180030001800是3、上拉杆件验算上拉杆件类型钢丝绳钢丝绳型号6×19(b)钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)1570(钢芯)钢丝绳直径(mm)20钢丝绳不均匀系数α0.85钢丝绳安全系数k9钢丝绳绳夹型式马鞍式拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)15.19钢丝绳绳夹数量n3花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)14花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)170上拉与主梁连接形式吊耳板上拉与建筑物连接形式锚固螺栓型钢主梁上吊耳板排数1吊耳板厚t(mm)12吊孔直径d0(mm)25吊耳板两侧边缘与吊孔边缘净距b(mm)50顺受力方向,吊孔边距板边缘最小距离a(mm)65吊耳板抗拉强度设计值f(N/mm2)205吊耳板抗剪强度设计值fv(N/mm2)125螺栓抗拉强度设计值ftb(N/mm2)170螺栓抗剪强度设计值fvb(N/mm2)140角焊缝焊脚尺寸hf(mm)10单个吊耳板与型钢主梁连接焊缝总长度lw1(mm)120上拉与建筑物连接螺栓直径d(mm)20上拉与建筑物连接螺栓个数n2角焊缝强度设计值ffw(N/mm2)160上拉杆件角度计算:α1=arctan(n1/m1)=arctan(3000/1800)=59.036°上拉杆件支座力:设计值:RS1=R3=26.542kN标准值:R'S1=R'3=20.991kN由上拉钢丝绳作用造成的主梁轴向力:NSZ1=RS1/tanα1=26.542/tan(59.036°)=15.925kN上拉钢丝绳轴向力:设计值:NS1=RS1/sinα1=26.542/sin(59.036°)=30.953kN标准值:N'S1=R'S1/sinα1=20.991/sin(59.036°)=24.48kN上拉钢丝绳的最大轴向拉力标准值:N'S=max[N'S1]=24.48kN上拉钢丝绳的最大轴向拉力设计值:NS=max[NS1]=30.953kN查(《建筑施工计算手册》江正荣著2001年7月第一版)表13-4、13-5、13-6得,钢丝绳破断拉力总和:Fg=274.768kN由于脚手架所使用的钢丝绳应采用荷载标准值按容许应力法进行设计计算[Fg]=α×Fg/k=0.85×274.768/9=25.95kN≥N'S=24.48kN符合要求!n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×25.95/(2×15.19)=2个≤[n]=3个符合要求!花篮螺栓验算:σ=[Fg]/(π×de2/4)=25.95×103/(π×142/4)=168.574N/mm2≤[ft]=170N/mm2符合要求!4、吊耳板计算由于型钢主梁位置吊耳板排数为1,则单个吊耳板所受荷载为Nd=30.953/1=30.953kN参考GB50017-2017,对连接耳板进行如下验算:(1)耳板构造要求Be=2t+16=2×12+16=40mm≤b=50mm满足要求!4Be/3=4×40/3=53.333mm≤a=65mm满足要求!(2)耳板孔净截面处的抗拉强度验算计算宽度:b1=min(2t+16,b-d0/3)=min(2×12+16,50-25/3)=40mmσ=Nd/(2tb1)=30.953×103/(2×12×40)=32.243N/mm2≤f=205N/mm2耳板孔净截面处抗拉强度满足要求!(3)耳板端部截面抗拉(劈开)强度验算σ=Nd/[2t(a-2d0/3)]=30.953×103/[2×12×(65-2×25/3)]=26.684N/mm2≤f=205N/mm2耳板端部截面抗拉强度满足要求!(4)耳板抗剪强度验算耳板端部抗剪截面宽度:Z=[(a+d0/2)2-(d0/2)2]0.5=[(65+25/2)2-(25/2)2]0.5=76.485mmτ=Nd/(2tZ)=30.953×103/(2×12×76.485)=16.862N/mm2≤fv=125N/mm2耳板抗剪强度满足要求!5、吊耳板与型钢主梁连接焊缝验算各上拉杆位置单个吊耳板焊缝所受荷载,垂直焊缝方向荷载F、平行焊缝方向荷载V分别为:上拉杆1位置吊耳板:由于型钢梁上吊耳板排数为1,则:单个吊耳板垂直焊缝方向荷载F1=RS1/1=26.542/1=26.542kN单个吊耳板平行焊缝方向荷载V1=RSZ1/1=15.925/1=15.925kN垂直于焊缝长度作用力(正应力):σf=F1/(0.7hflw1)=26.542×103/(0.7×10×120)=31.598N/mm2≤βfffw=1.22×160=195.2N/mm2平行于焊缝长度作用力(剪应力):τf=V1/(0.7hflw1)=15.925×103/(0.7×10×120)=18.958N/mm2≤ffw=160N/mm2[(σf/βf)2+τf2]0.5=[(31.598/1.22)2+18.9582]0.5=32.097N/mm2≤ffw=160N/mm2上拉杆1位置吊耳板焊缝强度满足要求!6、上拉杆与建筑物连接点计算由上式计算可得上拉杆与建筑物连接点最大轴向拉力Ns=30.953kN上拉杆1:与建筑物连接螺栓所受拉力Nt=Ns1×sin(90-α1)=30.953×sin(90°-59.036°)=15.925kN与建筑物连接螺栓所受剪力Nv=Ns1×cos(90-α1)=30.953×cos(90°-59.036°)=26.542kN螺栓所受最大拉力Nt=max(Nt1,Nt2…)=15.925kN螺栓所受最大剪力Nv=max(Nv1,Nv2…)=26.542kN1)螺栓抗拉验算单个螺栓受拉承载力设计值Ntb=0.9×ftb×As=0.9×170×(π×d2/4)=0.9×170×(3.14×202/4)/1000=48.042kN单个螺栓所受拉力:N=Nt/n=15.925/2=7.963kN≤48.042kN符合要求!2)螺栓抗剪验算单个螺栓受剪承载力设计值Nvb=0.9×fvb×As=0.9×140×(π×d2/4)=0.9×140×(3.14×202/4)/1000=39.564kN螺栓所受剪力:V=Nv/n=26.542/2=13.271kN≤39.564kN符合要求!7、悬挑主梁整体稳定性验算主梁轴向力:N=Nsz1=15.925kN压弯构件强度:σmax=Mmax/(γW)+N/A=3.747×106/(1.05×185000)+15.925×103/3074=24.47N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求!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《钢结构设计标准》(GB50017-2017)得,φb=1.3由于φb大于0.6,根据《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附录C,得到φb'值为0.853。Mmax/(φb'Wxf)=3.747×106/(0.853×185×103×215)=0.11≤1符合要求!8、悬挑主梁与结构连接节点验算主梁外锚固点离建筑物距离(mm)200压环钢筋直径d(mm)16梁/楼板混凝土强度等级C30锚固点压环钢筋受力:N/2=0.554/2=0.277kN压环钢筋验算:σ=N/(4A)=N/πd12=0.554×103/(3.14×162)=0.689N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2满足要求注:[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以上搭接长度五、主梁验算1、2号主梁验算主梁材料类型工字钢主梁材料规格18号工字钢主梁截面积A(cm2)30.74主梁截面惯性矩Ix(cm4)1660主梁截面抵抗矩Wx(cm3)185主梁自重标准值gk(kN/m)0.241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[υ](mm)1/3602号主梁图荷载标准值:q'=gk=0.241kN/m第一排立杆处:P1'=R'1B=5.652kN;第二排立杆处:P2'=R'2B=2.2kN;荷载设计值:q=1.2×gk=1.2×0.241=0.289kN/m第一排立杆处:P1=R1B=7.147kN;第二排立杆处:P2=R2B=2.775kN;计算简图如下:1)抗弯验算σ=Mmax/W=2.062×106/(185×103)=11.146N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求!2)抗剪验算Vmax=5.682kNτmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=5.682×1000×[94×1802-(94-6.5)×158.62]/(8×16600000×6.5)=5.56N/mm2≤[τ]=125N/mm2满足要求!3)挠度验算νmax=0.109mm≤[ν]=2×l/360=2×1922/360=10.678mm满足要求!4)支座反力计算设计值:R1=-0.264kN;R2=6.546kN;R3=4.796kN;标准值:R'1=-0.199kN;R'2=5.206kN;R'3=3.808kN;2、支撑杆件设置支撑点号支撑方式材料类型距主梁外锚固点水平距离(mm)支撑件上下固定点的垂直距离n(mm)支撑件上下固定点的水平距离m(mm)是否参与计算1上拉钢丝绳173030001730是3、上拉杆件验算上拉杆件类型钢丝绳钢丝绳型号6×19(b)钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)1570(钢芯)钢丝绳直径(mm)20钢丝绳不均匀系数α0.85钢丝绳安全系数k9钢丝绳绳夹型式马鞍式拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)15.19钢丝绳绳夹数量n3花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)14花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)170上拉与主梁连接形式吊耳板上拉与建筑物连接形式锚固螺栓型钢主梁上吊耳板排数1吊耳板厚t(mm)12吊孔直径d0(mm)25吊耳板两侧边缘与吊孔边缘净距b(mm)50顺受力方向,吊孔边距板边缘最小距离a(mm)65吊耳板抗拉强度设计值f(N/mm2)205吊耳板抗剪强度设计值fv(N/mm2)125螺栓抗拉强度设计值ftb(N/mm2)170螺栓抗剪强度设计值fvb(N/mm2)140角焊缝焊脚尺寸hf(mm)10单个吊耳板与型钢主梁连接焊缝总长度lw1(mm)120上拉与建筑物连接螺栓直径d(mm)20上拉与建筑物连接螺栓个数n2角焊缝强度设计值ffw(N/mm2)160上拉杆件角度计算:α1=arctan(n1/m1)=arctan(3000/1730)=60.029°上拉杆件支座力:设计值:RS1=R3=4.796kN标准值:R'S1=R'3=3.808kN由上拉钢丝绳作用造成的主梁轴向力:NSZ1=RS1/tanα1=4.796/tan(60.029°)=2.766kN上拉钢丝绳轴向力:设计值:NS1=RS1/sinα1=4.796/sin(60.029°)=5.536kN标准值:N'S1=R'S1/sinα1=3.808/sin(60.029°)=4.396kN上拉钢丝绳的最大轴向拉力标准值:N'S=max[N'S1]=4.396kN上拉钢丝绳的最大轴向拉力设计值:NS=max[NS1]=5.536kN查(《建筑施工计算手册》江正荣著2001年7月第一版)表13-4、13-5、13-6得,钢丝绳破断拉力总和:Fg=274.768kN由于脚手架所使用的钢丝绳应采用荷载标准值按容许应力法进行设计计算[Fg]=α×Fg/k=0.85×274.768/9=25.95kN≥N'S=4.396kN符合要求!n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×25.95/(2×15.19)=2个≤[n]=3个符合要求!花篮螺栓验算:σ=[Fg]/(π×de2/4)=25.95×103/(π×142/4)=168.574N/mm2≤[ft]=170N/mm2符合要求!4、吊耳板计算由于型钢主梁位置吊耳板排数为1,则单个吊耳板所受荷载为Nd=5.536/1=5.536kN参考GB50017-2017,对连接耳板进行如下验算:(1)耳板构造要求Be=2t+16=2×12+16=40mm≤b=50mm满足要求!4Be/3=4×40/3=53.333mm≤a=65mm满足要求!(2)耳板孔净截面处的抗拉强度验算计算宽度:b1=min(2t+16,b-d0/3)=min(2×12+16,50-25/3)=40mmσ=Nd/(2tb1)=5.536×103/(2×12×40)=5.767N/mm2≤f=205N/mm2耳板孔净截面处抗拉强度满足要求!(3)耳板端部截面抗拉(劈开)强度验算σ=Nd/[2t(a-2d0/3)]=5.536×103/[2×12×(65-2×25/3)]=4.772N/mm2≤f=205N/mm2耳板端部截面抗拉强度满足要求!(4)耳板抗剪强度验算耳板端部抗剪截面宽度:Z=[(a+d0/2)2-(d0/2)2]0.5=[(65+25/2)2-(25/2)2]0.5=76.485mmτ=Nd/(2tZ)=5.536×103/(2×12×76.485)=3.016N/mm2≤fv=125N/mm2耳板抗剪强度满足要求!5、吊耳板与型钢主梁连接焊缝验算各上拉杆位置单个吊耳板焊缝所受荷载,垂直焊缝方向荷载F、平行焊缝方向荷载V分别为:上拉杆1位置吊耳板:由于型钢梁上吊耳板排数为1,则:单个吊耳板垂直焊缝方向荷载F1=RS1/1=4.796/1=4.796kN单个吊耳板平行焊缝方向荷载V1=RSZ1/1=2.766/1=2.766kN垂直于焊缝长度作用力(正应力):σf=F1/(0.7hflw1)=4.796×103/(0.7×10×120)=5.71N/mm2≤βfffw=1.22×160=195.2N/mm2平行于焊缝长度作用力(剪应力):τf=V1/(0.7hflw1)=2.766×103/(0.7×10×120)=3.293N/mm2≤ffw=160N/mm2[(σf/βf)2+τf2]0.5=[(5.71/1.22)2+3.2932]0.5=5.722N/mm2≤ffw=160N/mm2上拉杆1位置吊耳板焊缝强度满足要求!6、上拉杆与建筑物连接点计算由上式计算可得上拉杆与建筑物连接点最大轴向拉力Ns=5.536kN上拉杆1:与建筑物连接螺栓所受拉力Nt=Ns1×sin(90-α1)=5.536×sin(90°-60.029°)=2.766kN与建筑物连接螺栓所受剪力Nv=Ns1×cos(90-α1)=5.536×cos(90°-60.029°)=4.796kN螺栓所受最大拉力Nt=max(Nt1,Nt2…)=2.766kN螺栓所受最大剪力Nv=max(Nv1,Nv2…)=4.796kN1)螺栓抗拉验算单个螺栓受拉承载力设计值Ntb=0.9×ftb×As=0.9×170×(π×d2/4)=0.9×170×(3.14×202/4)/1000=48.042kN单个螺栓所受拉力:N=Nt/n=2.766/2=1.383kN≤48.042kN符合要求!2)螺栓抗剪验算单个螺栓受剪承载力设计值Nvb=0.9×fvb×As=0.9×140×(π×d2/4)=0.9×140×(3.14×202/4)/1000=39.564kN螺栓所受剪力:V=Nv/n=4.796/2=2.398kN≤39.564kN符合要求!7、悬挑主梁整体稳定性验算主梁轴向力:N=Nsz1=2.766kN压弯构件强度:σmax=Mmax/(γW)+N/A=2.062×106/(1.05×185000)+2.766×103/3074=11.515N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求!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《钢结构设计标准》(GB50017-2017)得,φb=1.3由于φb大于0.6,根据《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附录C,得到φb'值为0.853。Mmax/(φb'Wxf)=2.062×106/(0.853×185×103×215)=0.061≤1符合要求!8、悬挑主梁与结构连接节点验算主梁外锚固点离建筑物距离(mm)200压环钢筋直径d(mm)16梁/楼板混凝土强度等级C30锚固点压环钢筋受力:N/2=0.264/2=0.132kN压环钢筋验算:σ=N/(4A)=N/πd12=0.264×103/(3.14×162)=0.328N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2满足要求注:[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以上搭接长度六、主梁验算1、3号主梁验算主梁材料类型工字钢主梁材料规格18号工字钢主梁截面积A(cm2)30.74主梁截面惯性矩Ix(cm4)1660主梁截面抵抗矩Wx(cm3)185主梁自重标准值gk(kN/m)0.241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[υ](mm)1/3603号主梁图荷载标准值:q'=gk=0.241kN/m第一排立杆处:P1'=R'1C=12.666kN;第二排立杆处:P2'=R'2C=16.453kN;荷载设计值:q=1.2×gk=1.2×0.241=0.289kN/m第一排立杆处:P1=R1C=16.023kN;第二排立杆处:P2=R2C=20.814kN;计算简图如下:1)抗弯验算σ=Mmax/W=4.676×106/(185×103)=25.276N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求!2)抗剪验算Vmax=22.58kNτmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=22.58×1000×[94×1802-(94-6.5)×158.62]/(8×16600000×6.5)=22.094N/mm2≤[τ]=125N/mm2满足要求!3)挠度验算νmax=0.313mm≤[ν]=2×l/360=2×1884/360=10.467mm满足要求!4)支座反力计算设计值:R1=-1.365kN;R2=16.676kN;R3=22.625kN;标准值:R'1=-1.07kN;R'2=13.21kN;R'3=17.894kN;2、支撑杆件设置支撑点号支撑方式材料类型距主梁外锚固点水平距离(mm)支撑件上下固定点的垂直距离n(mm)支撑件上下固定点的水平距离m(mm)是否参与计算1上拉钢丝绳173030001730是3、上拉杆件验算上拉杆件类型钢丝绳钢丝绳型号6×19(b)钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)1570(钢芯)钢丝绳直径(mm)20钢丝绳不均匀系数α0.85钢丝绳安全系数k9钢丝绳绳夹型式马鞍式拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)15.19钢丝绳绳夹数量n3花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)14花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)170上拉与主梁连接形式吊耳板上拉与建筑物连接形式锚固螺栓型钢主梁上吊耳板排数1吊耳板厚t(mm)12吊孔直径d0(mm)25吊耳板两侧边缘与吊孔边缘净距b(mm)50顺受力方向,吊孔边距板边缘最小距离a(mm)65吊耳板抗拉强度设计值f(N/mm2)205吊耳板抗剪强度设计值fv(N/mm2)125螺栓抗拉强度设计值ftb(N/mm2)170螺栓抗剪强度设计值fvb(N/mm2)140角焊缝焊脚尺寸hf(mm)10单个吊耳板与型钢主梁连接焊缝总长度lw1(mm)120上拉与建筑物连接螺栓直径d(mm)20上拉与建筑物连接螺栓个数n2角焊缝强度设计值ffw(N/mm2)160上拉杆件角度计算:α1=arctan(n1/m1)=arctan(3000/1730)=60.029°上拉杆件支座力:设计值:RS1=R3=22.625kN标准值:R'S1=R'3=17.894kN由上拉钢丝绳作用造成的主梁轴向力:NSZ1=RS1/tanα1=22.625/tan(60.029°)=13.047kN上拉钢丝绳轴向力:设计值:NS1=RS1/sinα1=22.625/sin(60.029°)=26.117kN标准值:N'S1=R'S1/sinα1=17.894/sin(60.029°)=20.656kN上拉钢丝绳的最大轴向拉力标准值:N'S=max[N'S1]=20.656kN上拉钢丝绳的最大轴向拉力设计值:NS=max[NS1]=26.117kN查(《建筑施工计算手册》江正荣著2001年7月第一版)表13-4、13-5、13-6得,钢丝绳破断拉力总和:Fg=274.768kN由于脚手架所使用的钢丝绳应采用荷载标准值按容许应力法进行设计计算[Fg]=α×Fg/k=0.85×274.768/9=25.95kN≥N'S=20.656kN符合要求!n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×25.95/(2×15.19)=2个≤[n]=3个符合要求!花篮螺栓验算:σ=[Fg]/(π×de2/4)=25.95×103/(π×142/4)=168.574N/mm2≤[ft]=170N/mm2符合要求!4、吊耳板计算由于型钢主梁位置吊耳板排数为1,则单个吊耳板所受荷载为Nd=26.117/1=26.117kN参考GB50017-2017,对连接耳板进行如下验算:(1)耳板构造要求Be=2t+16=2×12+16=40mm≤b=50mm满足要求!4Be/3=4×40/3=53.333mm≤a=65mm满足要求!(2)耳板孔净截面处的抗拉强度验算计算宽度:b1=min(2t+16,b-d0/3)=min(2×12+16,50-25/3)=40mmσ=Nd/(2tb1)=26.117×103/(2×12×40)=27.205N/mm2≤f=205N/mm2耳板孔净截面处抗拉强度满足要求!(3)耳板端部截面抗拉(劈开)强度验算σ=Nd/[2t(a-2d0/3)]=26.117×103/[2×12×(65-2×25/3)]=22.515N/mm2≤f=205N/mm2耳板端部截面抗拉强度满足要求!(4)耳板抗剪强度验算耳板端部抗剪截面宽度:Z=[(a+d0/2)2-(d0/2)2]0.5=[(65+25/2)2-(25/2)2]0.5=76.485mmτ=Nd/(2tZ)=26.117×103/(2×12×76.485)=14.228N/mm2≤fv=125N/mm2耳板抗剪强度满足要求!5、吊耳板与型钢主梁连接焊缝验算各上拉杆位置单个吊耳板焊缝所受荷载,垂直焊缝方向荷载F、平行焊缝方向荷载V分别为:上拉杆1位置吊耳板:由于型钢梁上吊耳板排数为1,则:单个吊耳板垂直焊缝方向荷载F1=RS1/1=22.625/1=22.625kN单个吊耳板平行焊缝方向荷载V1=RSZ1/1=13.047/1=13.047kN垂直于焊缝长度作用力(正应力):

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