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文档简介
1、第十二章 外架验算本计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)。计算的脚手架为双排脚手架,搭设时按不同结构构造采用落地式和钢梁悬挑。以8#楼为例,共32层。分段搭设如下:1-4层为落地式脚手架;在5、16、27层分段进行钢梁悬挑+拉吊卸荷,最大悬挑层数11层,搭设高度33米。分段验算如下:5-12层按工字钢悬挑验算,13-15层按卸荷钢丝绳卸荷验算。悬挑层按照计算分段卸荷,卸荷4次,立杆采用单立管。搭设尺寸为:立杆的纵距取1.5米,立杆的横距0.8米,步距1.80M。采用的钢管类型为483.5;连墙件2步3跨。由于外脚手架规范以及外加整体性要求,在建筑拐角处按间距不
2、大于1800布置外围立杆。由于本脚手架主要用途在装修阶段,根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)表4.2.2规定,装修阶段施工均布荷载取2.0kN/m2,最多同时施工2层,脚手板按满铺铺设。悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度2.0m,建筑物内锚固段长度2.5m。锚固段设置抗裂钢筋(见后图)。悬挑水平钢梁采用锚环与建筑物拉结,最外面支点距离建筑物2.0m。483.5钢管:弹性模量:E取;惯性矩I取12.19104mm4;抵抗矩W取5.08103mm3。为计算方便,采用立杆在同一截面的模型进行计算。第一节 悬挑工字钢计算1计算参数设定 (1)基本参数
3、脚手架搭设高度33.00m,立杆材料采用483.0,横向杆上有3条纵向杆,立杆横距0.80m,立杆纵距La=1.50m,立杆步距h=1.80m;立杆离墙300m,连墙件按2步3跨布置,连墙件材料为预埋钢管,顶层层高3.00m;脚手架满铺冲压钢脚手板。采用悬挑16号工字钢作为基础,标高+14m,工字钢水平间距与脚手架纵向间距1.5m相同,锚固段为1.9m,锚固钢筋采用16钢筋,悬挑端用16mm的619钢芯钢丝绳1.50m,与结构拉结吊环20mm。 (2)钢管截面特征 钢管483.0mm,截面积A=424mm2,惯性矩I=mm4;截面模量W=4490mm3,回转半径i=15.9mm,每米长质量0.
4、0326kN/m;Q235钢抗拉,抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=N/mm2。 (3)荷载标准值 1)永久荷载标准值 每米立杆承受的结构自重标准值0.1069kN/m, 脚手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kN/m2 栏杆与挡板采用栏杆、冲压钢,自重标准值为0.1600kN/m, 脚手架上吊挂的安全设施(安全网)自重标准值0.010kN/m2 2)施工均布活荷载标准值 装修脚手架2.00kN/m2,结构脚手架3.00kN/m2 3)作用于脚手架上的水平风荷载标准值k 脚手架高度为21.00m,地面粗糙度按C类;风压高度变化系数z=0.65(标高+15.00m);
5、挡风系数=0.8,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数 s=1.3=1.30.8=1.04,工程位于广东省佛山市,基本风压0=0.30kN/m2; 水平风荷载标准值 k=zs0=0.651.0400.30=0.20kN/m22.纵向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重GK1=0.0326kN/m;脚手板自重GK2=0.300.20=0.06kN/m;施工活荷载QK=2.000.20=0.40kN/m;作用于纵向水平杆上线荷载标准值q1=1.2(0.0326+0.06)=0.11kN/m,q2=1.40.40=0.56kN/m(2)纵向水平杆受力计算每根钢管长约6.00m,按四
6、跨连续梁计算,L=1.50m。1)抗弯强度验算弯矩系数KM1=-0.107,M1=KM1q1L2=-0.1070.111.502=-0.03kNm弯矩系数KM2=-0.121,M2=KM2q2L2=-0.1210.561.502=-0.15kNmMmax=M1+M2=0.03+0.15=0.18kNm,=Mmax/W=0.18106/4490=40.09kNm纵向杆的抗弯强度=40.09N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2)挠度验算挠度系数K1=0.632,1=K1q1L4/(100EI)=0.632(0.11/1.2)(1500)4/(100EI)=0.13mm挠度系数K2=0.96
7、7,2=K2q2L4/(100EI)=0.967(0.56/1.4)(1500)4/(100EI)=0.88mmmax=1+2=0.13+0.88=1.01mm纵向杆的max=1.01mm=L/150=10mm与10mm,满足要求。3)最大支座反力Rq1=1.1430.111.50=0.19kN,Rq2=1.2230.561.50=1.03kN,Rmax=Rq1+Rq2=0.19+1.03=1.22kN3.横向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重gk1=0.0326kN/m中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=1.22kN,旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=0.61kN(2)横向水
8、平杆受力计算按单跨简支梁计算,跨度为:L=0.80m1)抗弯强度验算Mmax=qL2/8R中L/2=0.03260.800.80/81.220.80/2=Nmm=0.49kNm=Mmax/W=/4490=109.27N/mm2横向水平杆的抗弯强度=109.27N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2)挠度验算集中荷载产生的挠度为:1=19Pl3/(384EI)=1912208003/(384EI)=1.39mm均布荷载产生的挠度为:2=5qL4/384EI=50.03268004/(384EI)=0.01mmmax=12 =1.39+0.01=1.40mm横向水平杆的max=1.40mm=
9、L/150=5mm与10mm,满足要求。(3)横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑验算 R=1.5R中R边Gk1L/2=1.830.610.03260.40=2.45kN横向水平杆与立杆连接扣件R=2.45kNRc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。4.立杆计算 (1)立杆容许长细比验算计算长度附加系数k=1.0;考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数=1.50立杆步距h=1.80m;立杆计算长度Lo=kh=1.01.501.80=2.70m=2700mm长细比=Lo/i=2700/15.9=169.81立杆长细比=169.81210,满足要求。(2)立杆稳定性验算1)荷载计算a
10、.脚手架结构自重:NGlk=gkH=0.106921.00=2.24kN;b.构配件自重NG2k=1.62+2.16+0.32 =4.10kN其中:脚手板重量:91.500.400.30=1.62kN; 栏杆、挡脚板重量:91.500.16=2.16kN 安全网重量:21.001.500.010=0.32kNc.活荷包括:施工荷载按2层作业计算(其中1层为结构施工,1层装修施工)得:NQk=1.500.80/2(2.00+2.00)=2.40kN风荷载标准值计算风荷载标准值k=0.20kN/m2,由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.91.4MWk=0.91.4kLah2/10=0.91.4
11、0.201.501.801.80/10=0.12kNm=Nmm2)轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.1551.501.80=3.12m=3119mm,=Lo/i=3119/15.9=196,=0.1883)立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+NG2k)1.4NQk=1.2(2.24+4.10)+1.42.40=10.97kNN/(A)=10.971000/(0.188424)=137.62 N/mm2b.组合风荷载时N=1.2(NGlk+NG2k)0.91.4NQk=1.2(2.24+4.10)+0.91.42.40=10.63kNN/(A)MW/W=10.631000/(0
12、.188424)/4490=160.08N/mm2立杆稳定性为160.08N/mm2f=205N/mm2,满足要求。5.型钢承载力(悬挑梁)验算悬挑材料选采用16号工字钢H=160mm,b=88mm,tw=6.0mm,t=9.9mm,q=0.21kN/m,wx=mm3,IX=mm4,S=80800mm3,E=N/mm2,f=205.00N/mm2,fv=120.00N/mm2,fy=235N/mm2。(1)抗弯强度验算lC1=1.50,lC2=1.40m, lC3=0.60m,N1=N2=10.97kN=10970N,x=1.05;Mmax=-N(lC2+lC3)-qlC12/2=-10.97
13、(1.40+0.60)-0.211.502/2=-22.18kNm=-Nmm=Mmax/xWx=/(1.05)=149.90N/mm2悬挑型钢梁抗弯强度=149.90N/mm2215.00N/mm2,满足要求。(2)抗剪强度验算V=2N+qlC1=10.972+0.211.50=22.25kN=VS/Ixtw=2225180800/(6.00)=26.59N/mm2悬挑型钢梁抗剪强度=26.59N/mm2120.00N/mm2,满足要求。(3)整体稳定验算L1=1500mm=1.50m,t=9.9,b=88mm,iy=18.90,y=L1/iy=1500.00/18.90=79.37b=1.0
14、7-(79.372/44000)(235/235)=0.93,b=1.07-0.282/b=1.07-0.282/0.93=0.766Mmax/bWx=/(0.766)=205.54N/mm2悬挑型钢梁整体稳定性=205.54N/mm2215.00N/mm2,满足要求。(4)挠度验算max=NlC22lC1(3-lC2/lC1)/6EI+NlC32lC1(3-lC3/lC1)/6EI+qlC14/8EI =10970140021500(3-1400/1500)/(6) +1097060021500(3-600/1500)/(6) +0.2115004/(8) =4.79+1.11+0.06=5
15、.95mm悬挑型钢梁挠度max=5.95mm=1500.00/250=6.00mm,满足要求。(5)验算悬挑梁锚固钢筋k=lC1/L=1.50/1.90=0.79,k1=lC3/L=0.60/1.90=0.32,k2=lC2/L=1.40/1.90=0.74RB=-N(k2+k1)+0.5qL(1-k2)=-10970(0.74+0.32)+0.50.211900.00(1-0.792)=-11472N;预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算:取16钢筋;A1=2200.96=401.92mm2;Nm=RB=11472N;Nm/A1=11472/401.92=28.54N/mm2锚固钢筋Nm/As
16、=28.54N/mm265N/mm2,满足要求。(6)悬挑梁下楼板验算悬挑梁下楼板受压尺寸100100mm, 受压楼板为(按C30考虑)混凝土楼板,楼板厚=100mm,上部荷载为:F=11.47kN1、楼板受冲切承载力验算S=2.00,ft=1.43N/mm2,hO=100-15=85mm,=0.41.2/S=1.00pc,m=0N/mm2,Um=2(100+85)+2(100+85)=740mm,h=1.00,(0.7hft0.25pc,m)UmhO=(0.71.001.43+0.250)1.0074085/1000=62.96kN楼板受冲切承载力62.96kN上部荷载F=11.47kN,满
17、足要求。2、楼板局部受压承载力验算Ab=(0.10+0.102)(0.103)=0.09m2,Al=0.100.10=0.01m2l=(Ab/Al)0.5=3.00,fcc=0.8514300=12155kN/m2,=0.75lfccAl=0.753.00121550.01=273.49kN楼板局部受压承载力F=273.49kN上部荷载F=11.47kN,满足要求。6.连墙件计算连墙件采用483.0钢管,截面积为424mm2;按每个结构层花排设置,纵向间距取2跨,脚手架最高21.00m风压高度变化系数z=0.65(标高+40.00m),基本风压o=0.30kN/m2;挡风系数=0.800,背靠
18、建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数s=1.3=1.30.800=1.040,风荷载标准值k=0.651.0400.30=0.20kN/m2N1W=1.4kA=1.40.2021.8021.50=3.02kN连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=3.00kNN1=NlWN0 =3.02+3.00=6.02kN(N18kN采用单扣件,8kNN116kN采用双扣件)连墙件采用483.0钢管,单扣件连接符合要求。L0=0.60+0.10=0.70m=700mm,i=15.9mm,=L0/i=700/15.9=44.0,1=0.872=N1/1A连墙件=60
19、20/(0.872424)=16.28N/mm2连墙件稳定=16.28N/mm2f=174N/mm2,满足要求。7.计算结果脚手架采用483.0钢管,内立杆离墙0.30m,立杆底高度+14.00m,立杆步距1.80m,立杆纵距1.50m,立杆横距0.80m,连墙件按2步3跨布置。悬挑型钢采用I16号工字钢1.50m,锚固段1.90m,采用16mm锚固钢筋。悬挑型钢端部采用16mm钢丝绳1.50m,上下吊点距离大于3m,与结构拉结吊环20mm。脚手架满铺冲压钢脚手板。第二节、拉吊卸荷段钢丝绳验算1计算参数设定 (1)基本参数 脚手架搭设高度12.00m,立杆材料采用483.0,横向杆上有3条纵向
20、杆,立杆横距0.80m,立杆纵距La=1.50m,立杆步距h=1.80m;立杆离墙0.30m,连墙件按2步3跨布置,连墙件材料为预埋钢管,顶层层高3.00m;脚手架满铺冲压钢脚手板。 拉吊段底标高35.00m,拉吊段顶标高47.00m,拉吊段高度8.40m,吊环与吊点的距离3.00m,吊环直径20mm。 (2)钢管截面特征 钢管483.0mm,截面积A=424mm2,惯性矩I=mm4;截面模量W=4490mm3,回转半径i=15.9mm,每米长质量0.0326kN/m;Q235钢抗拉,抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=N/mm2。 (3)荷载标准值 1)永久荷载标准值 每米
21、立杆承受的结构自重标准值0.1069kN/m, 脚手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kN/m2 栏杆与挡板采用栏杆、冲压钢,自重标准值为0.1600kN/m, 脚手架上吊挂的安全设施(安全网)自重标准值0.010kN/m2 2)施工均布活荷载标准值 装修脚手架2.00kN/m2,结构脚手架3.00kN/m2 3)作用于脚手架上的水平风荷载标准值k 脚手架高度为12.00m,地面粗糙度按C类;风压高度变化系数z=0.65(标高+50.00m); 挡风系数=0.8,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数 s=1.3=1.30.8=1.04,工程位于广东省佛山市,基本风压
22、0=0.30kN/m2; 水平风荷载标准值 k=zs0=0.651.0400.30=0.20kN/m22.纵向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重GK1=0.0326kN/m;脚手板自重GK2=0.300.20=0.06kN/m;施工活荷载QK=3.000.20=0.60kN/m;作用于纵向水平杆上线荷载标准值q1=1.2(0.0326+0.06)=0.11kN/m,q2=1.40.60=0.84kN/m(2)纵向水平杆受力计算每根钢管长约6.00m,按四跨连续梁计算,L=1.50m。1)抗弯强度验算弯矩系数KM1=-0.107,M1=KM1q1L2=-0.1070.111.502=-0.03kN
23、m弯矩系数KM2=-0.121,M2=KM2q2L2=-0.1210.841.502=-0.23kNmMmax=M1+M2=0.03+0.23=0.26kNm,=Mmax/W=0.26106/4490=57.91kNm纵向杆的抗弯强度=57.91N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2)挠度验算挠度系数K1=0.632,1=K1q1L4/(100EI)=0.632(0.11/1.2)(1500)4/(100EI)=0.13mm挠度系数K2=0.967,2=K2q2L4/(100EI)=0.967(0.84/1.4)(1500)4/(100EI)=1.32mmmax=1+2=0.13+1.3
24、2=1.45mm纵向杆的max=1.45mm=L/150=10mm与10mm,满足要求。3)最大支座反力Rq1=1.1430.111.50=0.19kN,Rq2=1.2230.841.50=1.54kN,Rmax=Rq1+Rq2=0.19+1.54=1.73kN3.横向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重gk1=0.0326kN/m中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=1.73kN,旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=0.87kN(2)横向水平杆受力计算按单跨简支梁计算,跨度为:L=0.80m1)抗弯强度验算Mmax=qL2/8R中L/2=0.03260.800.80/81.730.
25、80/2=Nmm=0.69kNm=Mmax/W=/4490=154.70N/mm2横向水平杆的抗弯强度=154.70N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2)挠度验算集中荷载产生的挠度为:1=19Pl3/(384EI)=1917308003/(384EI)=1.97mm均布荷载产生的挠度为:2=5qL4/384EI=50.03268004/(384EI)=0.01mmmax=12 =1.97+0.01=1.98mm横向水平杆的max=1.98mm=L/150=5mm与10mm,满足要求。(3)横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑验算 R=1.5R中R边Gk1L/2=2.600.870.03260
26、.40=3.48kN横向水平杆与立杆连接扣件R=3.48kNRc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。4.立杆计算 (1)立杆容许长细比验算计算长度附加系数k=1.0;考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数=1.50立杆步距h=1.80m;立杆计算长度Lo=kh=1.01.501.80=2.70m=2700mm长细比=Lo/i=2700/15.9=169.81立杆长细比=169.81210,满足要求。(2)立杆稳定性验算1)荷载计算a.脚手架结构自重:NGlk=gkH=0.106912.00=1.28kN;b.构配件自重NG2k=0.18+0.24+0.18 =0.60kN其
27、中:脚手板重量:11.500.400.30=0.18kN; 栏杆、挡脚板重量:11.500.16=0.24kN 安全网重量:12.001.500.010=0.18kNc.活荷包括:施工荷载按2层作业计算(其中1层为结构施工,1层装修施工)得:NQk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kN风荷载标准值计算风荷载标准值k=0.20kN/m2,由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.91.4MWk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.201.501.801.80/10=0.12kNm=Nmm2)轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.1551.501.80=3.12m=3119
28、mm,=Lo/i=3119/15.9=196,=0.1883)立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+NG2k)1.4NQk=1.2(1.28+0.60)+1.43.00=6.46kNN/(A)=6.461000/(0.188424)=81.04 N/mm2b.组合风荷载时N=1.2(NGlk+NG2k)0.91.4NQk=1.2(1.28+0.60)+0.91.43.00=6.04kNN/(A)MW/W=6.041000/(0.188424)/4490=102.50N/mm2立杆稳定性为102.50N/mm2f=205N/mm2,满足要求。5.拉吊卸荷钢丝绳验算(1)钢丝绳验算
29、h=3m,L=0.80m,N=6.46kN钢丝绳采用14mm,=0.85,K=7.00破断拉力总和F破 =KD2Ro/1000=1.080.3301421570/1000=109.67kN钢丝绳允许拉力P=F破/K=109.670.85/7.00=13.32kNToa=6.46(1.402+3.002)0.5/3.00=7.13kNP=13.32kNTob=6.46(0.602+3.002)0.5/3.00=6.59kNP=13.32kN钢丝绳承受拉力Toa=7.13kNP=13.32kN,Tob=6.59kNN拉=13.72kN,满足要求。6.连墙件计算连墙件采用483.0钢管,截面积为42
30、4mm2;按每个结构层花排设置,纵向间距取2跨,脚手架最高47.00m风压高度变化系数z=1.00(标高+70.00m),基本风压o=0.30kN/m2;挡风系数=0.800,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数s=1.3=1.30.800=1.040,风荷载标准值k=1.001.0400.30=0.31kN/m2N1W=1.4kA=1.40.3121.8021.50=4.69kN连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=3.00kNN1=NlWN0 =4.69+3.00=7.69kN(N18kN采用单扣件,8kNN116kN采用双扣件)连墙件采用4
31、83.0钢管,单扣件连接符合要求。L0=0.60+0.10=0.70m=700mm,i=15.9mm,=L0/i=700/15.9=44.0,1=0.872=N1/1A连墙件=7690/(0.872424)=20.80N/mm2连墙件稳定=20.80N/mm2f=174N/mm2,满足要求。7.计算结果立杆步距h=1.80m,立杆纵距=1.50m,立杆横距=0.80m,立杆步距h=1.80m,立杆纵距=1.50m,立杆横距=0.80m,铺1层。脚手架采用483.0钢管,内立杆离墙尺寸0.30m,拉吊段高度8.40m;采用14mm钢丝绳1.50m拉吊卸荷,吊环采用20mm光面圆钢1.50m,连墙
32、件按2步3跨设置。脚手架满铺冲压钢脚手板。 第四节 悬挑卸料平台验算1.荷载参数脚手板类别:木脚手板,脚手板自重(kN/m2):0.35;栏杆、挡板类别:栏杆、木脚手板挡板,栏杆、挡板脚手板自重(kN/m):0.14;施工人员等活荷载(kN/m2):2.00,最大堆放材料荷载(kN):8.00。2.悬挑参数内侧钢绳与墙的距离(m):1.80,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):2.40;上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):6.00;钢丝绳安全系数K:6.00,悬挑梁与墙的接点按铰支计算;预埋件的直径(mm):20.00。只对外侧钢绳进行计算;内侧钢绳只是起到保险作用,不进行计算。3.水平支撑
33、梁主梁材料类型及型号:16号工字钢;次梁材料类型及型号:16号工字钢;次梁水平间距ld(m):0.90,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):1.70。4.卸料平台参数水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):4.30,水平钢梁(主梁)的锚固长度(m):1.70;平台计算宽度(m):2.70。二、次梁的验算:次梁选择 16号工字钢 ,间距0.9m,其截面特性为:面积 A=26.1cm2;惯性距 Ix=1130cm4;截面抵抗矩 Wx=141cm3;回转半径 ix=6.58cm;截面尺寸:b=88mm,h=160mm,t=9.9mm。1.荷载计算(1)脚手板的自重标准值:本例采用木脚手板,标准值为0.3
34、5kN/m2; Q1 = 0.35 0.90= 0.32kN/m;(2)最大的材料器具堆放荷载为8.00kN,转化为线荷载: Q2 = 8.00/ 4.30/ 2.70 0.90= 0.62kN/m;(3)工字钢自重荷载 Q3= 0.20kN/m;经计算得到 静荷载设计值 q = 1.2(Q1+Q2+Q3) = 1.2(0.32+0.62+0.20) = 1.36kN;经计算得到 活荷载设计值 P = 1.4 2.00 0.90 2.70= 6.80kN。2.内力验算内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,计算简图如下: 最大弯矩M的计算公式为: 经计算得到,最大弯矩 M = 1.3
35、62.702/8+6.802.70/4=5.83kN.m。 3.抗弯强度验算次梁应力: 其中 x - 截面塑性发展系数,取1.05; f - 钢材的抗压强度设计值,f = 205.00 N/mm2;次梁工字钢的最大应力计算值 =5.83103/(1.05141.00)=39.41 N/mm2;次梁工字钢的最大应力计算值 =39.412 N/mm2 小于 次梁工字钢的抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足要求!4.整体稳定性验算 其中b - 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)附录B得到:b=1.51由于 b大于0.6,按照下面公式调整: 得到 b
36、=0.883;次梁槽钢的稳定性验算 =5.83103/(0.883141.000)=46.85 N/mm2;次梁工字钢的稳定性验算 =46.853 N/mm2 小于 次梁工字钢的抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足要求!三、主梁的验算:根据现场实际情况和一般做法,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。主梁选择 16号工字钢 ,间距0.9m,其截面特性为:面积 A=26.1cm2;惯性距 Ix=1130cm4;截面抵抗矩 Wx=141cm3;回转半径 ix=6.58cm;截面尺寸,b=88mm,h=160mm,t=9.9mm;1.荷载验算(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用栏
37、杆、木脚手板挡板,标准值为0.14kN/m; Q1 = 0.14kN/m;(2)工字钢自重荷载 Q2=0.20kN/m 静荷载设计值 q = 1.2(Q1+Q2) = 1.2(0.14+0.20) = 0.41kN/m; 次梁传递的集中荷载取次梁支座力 P = (1.362.70+6.80)/2=5.24kN; 2.内力验算 悬挑卸料平台示意图 悬挑卸料平台水平钢梁计算简图 悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN) 悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN.m) 悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm) 卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算,由矩阵位移法,得到: R1 = 16.503 kN; R
38、2 = 11.468 kN; 最大支座反力为 Rmax=16.503 kN;最大弯矩 Mmax=13.238 kN.m;最大挠度 V=10.530 mm。3.抗弯强度验算 其中 x - 截面塑性发展系数,取1.05; f - 钢材抗压强度设计值,f = 205.00 N/mm2;主梁工字钢的最大应力计算值 =1.32107/1.05/.0+1.16104/2610.000=93.840 N/mm2;主梁工字钢的最大应力计算值 93.840 N/mm2 小于 主梁工字钢的抗压强度设计值 f=205.00 N/mm2,满足要求!4.整体稳定性验算 其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表钢
39、结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到:b=0.952由于 b大于0.6,应按照下面公式调整: 可得 b=0.774;主梁槽钢的稳定性验算 = 1.32107/(0.774.00)=121.33 N/mm2;主梁槽钢的稳定性验算 = 121.33 N/mm2 小于 f=205.00,满足要求!四、钢丝拉绳的内力验算:水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算, RCi = RUisini其中 RCi - 水平钢梁的垂直支坐反力(kN); RUi - 拉钢绳的轴力(kN); i - 拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角; sini = Sin (ArcTan
40、(6/(2.4+1.8) = 0.819;根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为:RUi = RCi / sini;RU1 = 16.503 / 0.819 = 20.14 kN;五、钢丝拉绳的强度验算:钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU取最大值进行验算,为20.14kN;查表:2根619,15.5的钢丝绳破断拉力为1252=250KN 钢丝绳破断拉力换算系数为=0.85 钢丝绳安全系数取K=8.5则,钢丝绳容许拉力S=(2500.85)8.5=25KN20.14 kN;满足要求。六、钢丝拉绳拉环的强度验算:取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算作为拉环的拉力N为:N=RU=20144.322N。
41、拉环强度计算公式为: 其中, f为拉环钢筋抗拉强度,按照混凝土结构设计规范10.9.8所述在物件的自重标准值作用下,每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2,故拉环钢筋的抗拉强度设计值f=50.0N/mm2;F/A=20.1410/23.14(20/2)=32.07N/mm50N/mm2,满足要求。第五章、悬挑脚手架作用下阳台梁承载力验算根据本工程特点,外脚手架需进行分段卸荷于主体结构上。以8栋为例:结合脚手架施工方案,型钢悬挑脚手架分别设置在第5层、第16层、第27层,考虑到阳台处脚手架外附加荷载较大,为保证结构传力可靠,需对阳台梁承载力进行验算。结合结施蓝图,以8-78-
42、128-A轴最大阳台跨度为例,见附图一。根据外脚手架方案,立杆纵向间距1.6m,单立杆竖向力F=33.5KN,则型钢作用于阳台上,其受力简图如下:计算B点支座反力:RB=F*(3.4-0.1)+(3.4-0.9)/1.9=33.5KN,即作用于阳台梁上的力为33.5KN,作用间距为1.6m。一、阳台连系梁承载力验算阳台连系梁截面为200*550,混凝土强度等级为C30,受力纵筋采用HRB400三级钢,箍筋采用HPB235一级钢,阳台板厚为100mm。验算如下:1、几何数据及计算参数混凝土: C30主筋: HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)箍筋: HPB235(Q23
43、5)保护层厚度as(mm): 35.00指定主筋强度: 无跨中弯矩调整系数: 1.00支座弯矩调整系数: 1.00(说明:弯矩调整系数只影响配筋)自动计算梁自重: 是恒载系数: 1.20活载系数: 1.402、荷载数据 荷载工况一 (恒载)3、内力及配筋1)内力图2)截面内力及配筋0支座: 正弯矩 0.00 kN*m, 负弯矩 0.00 kN*m, 剪力24.11 kN, 上钢筋: 2f14, 实际面积: 307.88mm2, 计算面积: 235.13mm2 下钢筋: 2f14, 实际面积: 307.88mm2, 计算面积: 235.13mm21跨中: 正弯矩32.43 kN*m,位置: 1.50m 负弯矩 0.00 kN*m,位置: 1.27m 剪力68.83 kN,位置: 3.80m 挠度 0.94mm(),位置: 跨中 裂缝 0.18mm 上钢筋: 2f14, 实际面积: 307.88mm2, 计算面积: 235.13mm2 下钢筋: 2f14, 实际面积: 307.88mm2, 计算面积: 235.13mm2 箍筋: d619
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