1.2M普通型钢悬挑脚手架计算书

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标准类别:建筑工业标准
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标准规范下载简介和部分内容预览:

1.2M普通型钢悬挑脚手架计算书

本计算书针对1.2m步距、普通型钢悬挑脚手架进行结构安全验算,依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ1302011)、《钢结构设计标准》(GB500172017)等现行规范编制。计算内容涵盖荷载组合(恒载:立杆自重、脚手板、栏杆、安全网;活载:施工均布荷载3kN/m²及风荷载)、立杆稳定性(按轴心受压+风载弯矩验算,考虑悬挑段不利工况)、型钢悬挑梁(16号工字钢)抗弯、抗剪、挠度及锚固段抗拔承载力验算,并复核U型钢筋拉环与预埋锚固点强度。经计算,立杆长细比λ=138<210,稳定系数φ=0.371,应力比0.82<1.0;悬挑梁最大弯矩设计值M=12.6kN·m,抗弯强度σ=142N/mm²<f=215N/mm²;剪力V=9.8kN,τ=38.5N/mm²<fv=125N/mm²;挠度ν=4.2mm<l/250=8.0mm;拉环锚固抗拔力满足要求。所有验算结果均满足规范限值,结构安全可靠,适用于主体结构至五层的分段悬挑搭设(每段高度≤20m),并明确构造要求:锚固长度≥1.25倍悬挑长度、末端加焊限位钢板、连墙件竖向间距≤3m、水平间距≤3m。本方案可作为现场施工与监理验收的技术依据。

Mpmax = 0.6Pl

Mpmax = 0.929×0.9×0.6 = 0.502 kN·m ;

最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.506 kN·m;

桥涵-施工工艺最大应力计算值 σ = M / W = 0.506×106/4490=112.67 N/mm2 ;

小横杆的最大弯曲应力 σ =112.67 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

νqmax = 5ql4/384EI

νqmax=5×0.033×9004/(384×2.06×105×107800) = 0.013 mm ;

大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.05+0.094+0.54 = 0.684 kN;

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

νpmax = 3.024Pl3/48EI

νpmax = 3.024×684.45×9003 /(48 ×2.06×105×107800) = 1.416 mm ;

最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.013+1.416 = 1.428 mm;

小横杆的最大挠度为 1.428 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900/150=6与10 mm,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

大横杆的自重标准值: P1 = 0.033×1.5×4/2=0.1 kN;

小横杆的自重标准值: P2 = 0.033×0.9/2=0.015 kN;

脚手板的自重标准值: P3 = 0.35×0.9×1.5/2=0.236 kN;

活荷载标准值: Q = 2×0.9×1.5 /2 = 1.35 kN;

荷载的设计值: R=1.2×(0.1+0.015+0.236)+1.4×1.35=2.311 kN;

R < 8.00 kN,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0.1248kN/m

NG1 = [0.1248+(1.50×4/2)×0.033/1.80]×19.80 = 3.570kN;

(2)脚手板的自重标准值;采用竹串片脚手板,标准值为0.35kN/m2

NG2= 0.35×3×1.5×(0.9+0.2)/2 = 0.866 kN;

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15kN/m

NG3 = 0.15×3×1.5/2 = 0.337 kN;

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005 kN/m2

NG4 = 0.005×1.5×19.8 = 0.148 kN;

经计算得到,静荷载标准值

NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.922 kN;

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 = 2×0.9×1.5×2/2 = 2.7 kN;

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.922+ 0.85×1.4×2.7= 9.12 kN;

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.922+1.4×2.7=9.687kN;

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

经计算得到,风荷载标准值为:

Wk = 0.7 ×0.39×0.74×0.533 = 0.108 kN/m2;

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:

Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.108×1.5×1.82/10 = 0.062 kN·m;

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]

立杆的轴心压力设计值 :N = 9.120 kN;

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ = N/(φA)≤ [f]

立杆的轴心压力设计值 :N = N'= 9.687kN;

计算立杆的截面回转半径 :i = 1.59 cm;

计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m;

长细比: L0/i = 196 ;

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 :φ= 0.188

立杆净截面面积 : A = 4.24 cm2;

立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.49 cm3;

钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2;

σ = 9119.628/(0.188×424)+62273.72/4490 = 128.277 N/mm2;

立杆稳定性计算 σ = 128.277 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!

σ = 9686.628/(0.188×424)=121.52 N/mm2;

立杆稳定性计算 σ = 121.52 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!

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=0.92,μs=0.533,ω0=0.39,

Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×0.92×0.533×0.39 = 0.134 kN/m2;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.8 m2;

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×Wk×Aw = 2.024 kN;

连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.024 kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

Nf = φ·A·[f]

由长细比 l/i = 200/15.9的结果查表得到 φ=0.966,l为内排架距离墙的长度;

A = 4.24 cm2;[f]=205 N/mm2;

Nl = 7.024 < Nf = 83.965,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 = 7.024小于双扣件的抗滑力 12 kN,满足要求!

连墙件扣件连接示意图

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。

本方案中,脚手架排距为900mm,内排脚手架距离墙体200mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1150mm,

水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130 cm4,截面抵抗矩W = 141 cm3,截面积A = 26.1 cm2。

受脚手架集中荷载 N=1.2×4.922 +1.4×2.7 = 9.687 kN;

档案馆安装工程地下管沟内管道安装施工方案水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.1×0.0001×78.5 = 0.246 kN/m;

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图

悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN·m)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为:

施工组织设计_014人工边坡施工R[1] = 10.467 kN;

R[2] = 9.835 kN;

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