悬挑脚手架计算.docx

悬挑脚手架计算 一、脚手架参数脚手架设计类型结构脚手架卸荷设置无脚手架搭设排数双排脚手架脚手架钢管类型483脚手架架体高度H(m)19立杆步距h(m)1.8立杆纵距或跨距la(m)1.5立杆横距lb(m)0.8横向水平杆计算外伸长度a1(m)0.1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、荷载设计脚手板类型竹串片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挡脚板类型竹串片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横向斜撑布置方式6跨1设结构脚手架作业层数njj1结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)3地区贵州遵义市安全网设置全封闭基本风压0(kN/m2)0.2风荷载体型系数s1.132风压高度变化系数z(连墙件、单立杆稳定性)0.938，0.65风荷载标准值k(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)0.212，0.147 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n1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=1.2(0.033+Gkjbla/(n+1)+1.4Gkla/(n+1)=1.2(0.033+0.351.5/(1+1)+1.431.5/(1+1)=3.505kN/m 正常使用极限状态 q=(0.033+Gkjbla/(n+1)+Gkla/(n+1)=(0.033+0.351.5/(1+1)+31.5/(1+1)=2.546kN/m 计算简图如下： 1、抗弯验算 Mmax=maxqlb2/8，qa12/2=max3.5050.82/8，3.5050.12/2=0.28kNm =Mmax/W=0.28106/4490=62.449N/mm2f=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 max=max5qlb4/(384EI)，qa14/(8EI)=max52.5468004/(384206000107800)，2.5461004/(8206000107800)=0.611mm max0.611mmminlb/150，10min800/150，105.333mm 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)=3.505(0.8+0.1)2/(20.8)=1.774kN 正常使用极限状态 Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=2.546(0.8+0.1)2/(20.8)=1.289kN 四、纵向水平杆验算 承载能力极限状态 由上节可知F1=Rmax=1.774kN q=1.20.033=0.04kN/m 正常使用极限状态 由上节可知F1=Rmax=1.289kN q=0.033kN/m 1、抗弯验算 计算简图如下： 弯矩图(kNm) =Mmax/W=0.472106/4490=105.217N/mm2f=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 计算简图如下： 变形图(mm) max2.316mmminla/150，10min1500/150，1010mm 满足要求！ 3、支座反力计算 承载能力极限状态 Rmax=2.106kN 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=1.774kNRc=0.98=7.2kN 纵向水平杆：Rmax=2.106kNRc=0.98=7.2kN 满足要求！ 六、荷载计算脚手架架体高度H19脚手架钢管类型483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/20.033/h)H=(0.12+(0.8+0.1)1/20.033/1.8)19=2.438kN 单内立杆：NG1k=2.438kN 2、脚手板的自重标准值NG2k1 单外立杆：NG2k1=(H/h+1)la(lb+a1)Gkjb1/1/2=(19/1.8+1)1.5(0.8+0.1)0.351/1/2=2.73kN 1/1表示脚手板1步1设 单内立杆：NG2k1=2.73kN 3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2 单外立杆：NG2k2=(H/h+1)laGkdb1/1=(19/1.8+1)1.50.171/1=2.947kN 1/1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=GkmwlaH=0.011.519=0.285kN 5、构配件自重标准值NG2k总计 单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.73+2.947+0.285=5.962kN 单内立杆：NG2k=NG2k1=2.73kN 立杆施工活荷载计算 外立杆：NQ1k=la(lb+a1)(njjGkjj)/2=1.5(0.8+0.1)(13)/2=2.025kN 内立杆：NQ1k=2.025kN 组合风荷载作用下单立杆轴向力： 单外立杆：N=1.2(NG1k+ NG2k)+0.91.4NQ1k=1.2(2.438+5.962)+ 0.91.42.025=12.631kN 单内立杆：N=1.2(NG1k+ NG2k)+0.91.4NQ1k=1.2(2.438+2.73)+ 0.91.42.025=8.753kN 七、立杆稳定性验算脚手架架体高度H19立杆计算长度系数1.5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连墙件布置方式三步两跨 1、立杆长细比验算 立杆计算长度l0=Kh=11.51.8=2.7m 长细比=l0/i=2.7103/15.9=169.811210 满足要求！ 轴心受压构件的稳定系数计算： 立杆计算长度l0=Kh=1.1551.51.8=3.119m 长细比=l0/i=3.119103/15.9=196.132 查规范表A得，=0.188 2、立杆稳定性验算 不组合风荷载作用 单立杆的轴心压力标准值N=NG1k+NG2k+NQ1k=2.438+5.962+2.025=10.425kN 单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2(2.438+5.962)+1.42.025=12.915kN =N/(A)=12914.81/(0.188424)=162.018N/mm2f=205N/mm2 满足要求！ 组合风荷载作用 单立杆的轴心压力标准值N=NG1k+NG2k+NQ1k=2.438+5.962+2.025=10.425kN 单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.91.4NQ1k=1.2(2.438+5.962)+0.91.42.025=12.631kN Mw=0.91.4Mwk=0.91.4klah2/10=0.91.40.1471.51.82/10=0.09kNm =N/(A)+ Mw/W=12631.31/(0.188424)+90016.92/4490=178.51N/mm2f=205N/mm2 满足要求！ 八、连墙件承载力验算连墙件布置方式三步两跨连墙件连接方式扣件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483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连墙件与扣件连接方式双扣件扣件抗滑移折减系数0.9 Nlw=1.4k3h2la=1.40.21231.821.5=4.808kN 长细比=l0/i=600/15.9=37.736，查规范表A.0.6得，=0.896 (Nlw+N0)/(Ac)=(4.808+3)103/(0.896424)=20.553N/mm20.85f=0.85205N/mm2=174.25N/mm2 满足要求！ 扣件抗滑承载力验算： Nlw+N0=4.808+3=7.808kN0.912=10.8kN 满足要求！ 悬挑梁验算 一、基本参数主梁离地高度(m)1.5悬挑方式普通主梁悬挑主梁间距(mm)1500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)20主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)1250主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)200主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)2000梁/楼板混凝土强度等级C30 二、梁板参数边梁截面尺寸(mm)宽高500800楼板厚度(mm)120保护层厚度(mm)梁：25,板：15计算跨度lo(mm)梁：5400,板：3000板底部平行主梁方向钢筋8180 HRB400板底部垂直主梁方向钢筋8180 HRB400板顶部平行主梁方向钢筋8180 HRB400板顶部垂直主梁方向钢筋8180 HRB400梁截面底部贯通纵筋425(1排)HRB400梁截面顶部贯通纵筋725(1排)HRB400梁中箍筋10200HRB400(2)钢筋混凝土梁板自重标准值Gk(kN/m3)25楼面均布活荷载Qk(kN/m2)2 三、荷载布置参数支撑点号支撑方式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L1(mm)支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)是否参与计算1上拉115033001050否2下撑116033001050否 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)110.4212.914001500210.4212.9112001500 附图如下：平面图立面图 四、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(N/mm2)125主梁弹性模量E(N/mm2)206000主梁允许挠度(mm)1/250 荷载标准值： q=gk=0.241=0.241kN/m 第1排：F1=F1/nz=10.42/1=10.42kN 第2排：F2=F2/nz=10.42/1=10.42kN 荷载设计值： q=1.2gk=1.20.241=0.289kN/m 第1排：F1=F1/nz=12.91/1=12.91kN 第2排：F2=F2/nz=12.91/1=12.91kN 1、强度验算 弯矩图(kNm) max=Mmax/W=20.882106/185000=112.874N/mm2f=215N/mm2 符合要求！ 2、抗剪验算 剪力图(kN) max=Qmax/(8Iz)bh02-(b-)h2=26.1811000941802-(94-6.5)158.62/(8166000006.5)=25.618N/mm2 max=25.618N/mm2=125N/mm2 符合要求！ 3、挠度验算 变形图(mm) max=6.234mm=2lx/250=21250/250=10mm 符合要求！ 4、支座反力计算 R1=-10.152kN,R2=36.911kN 五、悬挑主梁整体稳定性验算 受弯构件整体稳定性分析： 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)得，b=2 由于b大于0.6，根据钢结构设计规范(GB50017-2003)附表B，得到 b值为0.93。 = Mmax/(bWx)=20.882106/(0.929185103)=121.501N/mm2f=215N/mm2 符合要求！ 六、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)20梁/楼板混凝土强度等级C30压环钢筋1压环钢筋2 1、压环钢筋验算如下 锚固点压环钢筋受力：N/2 =10.152/2=5.076kN 压环钢筋验算： =N/(4A)=N/d2=10.152103/(3.14202)=8.079N/mm20.85f=0.8565=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！ 2、主梁锚固点部位楼板负弯矩配筋计算 楼板简化为简支板承受跨中集中荷载，跨度取主梁内锚固点所在板平行主梁方向的净跨；楼板自重、楼面活荷载等有利荷载，作为安全储备不予考虑。 集中荷载设计值N1=R1=-10.152kN 锚固压点处楼板负弯矩数值：Mmax = N1l0/4=-10.1523/4=-7.614kNm 计算简图如下：公式参数剖析s=Mmax/(1fcbh02)=7.614106/(114.310001012)=0.0521系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定；fc混凝土轴心抗压强度设计值；可按本规范表4.1.4-1取值b计算宽度:b=1000mmh0截面有效高度: h0=120-15-8/2=101mm=1-(1-2s)1/2=1-(1-20.052)1/2=0.054s截面抵抗矩系数s =1-/2=1-0.054/2=0.973相对受压区高度As=Mmax /(sfyh0)=7.614106/(0.973360101)=215.174Mmax边梁弯矩数值s力臂系数fy钢筋强度设计值，可按本规范表4.2.3-1取值 AsAs=(d1/2)2b/a1=3.14(8/2)21000/180=279.253mm2 符合要求！ 3、边梁配筋及抗剪验算 梁自重：q1Gkh1b=250.80.5=10kN/m 板自重：q2Gkh2l0/2=250.123/2=4.5kN/m 均布荷载设计值：q =1.2(q1+q2)+1.4Qk(b+l0/2)= 1.2(10+4.5)+1.42(0.5+3/2)=23kN/m 集中荷载设计值N2=R2=36.911kN 计算简图如下： 1)、边梁配筋验算 弯矩图一(kNm) 弯矩图二(kNm) 边梁弯矩值为：Mmax =max(M1,M2)=175.098kNm 根据混凝土结构设计规范GB50010-2010第6.2.10条：公式参数剖析s=Mmax/(1fcbh02)=175.098106/(114.35007522)=0.0431系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定；fc混凝土轴心抗压强度设计值；可按本规范表4.1.4-1取值b计算宽度：b=500mmh0截面有效高度:h0=800-25-10-25/2-(1-1)25/2=752mm=1-(1-2s)1/2=1-(1-20.043)1/2=0.044s截面抵抗矩系数s =1-/2=1-0.044/2=0.978相对受压区