懸挑式扣件鋼管腳手架計算書18#工字鋼

1、懸挑式扣件鋼管腳手架計算書依據(jù)規(guī)范:建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范JGJ130-2011建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010計算參數(shù):鋼管強度為205.0 N/mm2,鋼管強度折減系數(shù)取1.00。雙排腳手架,搭設高度19.5米,立桿采用單立管。立桿的縱距1.50米,立桿的橫距0.85米,內(nèi)排架距離結構0.45米,立桿的步距1.80米。采用的鋼管類型為48×3.25,連墻件采用2步2跨,豎向間距3.60米,水平間距3.00米。施工活荷載為2.0kN/m2,同時考慮2層施工。腳手板采用木板,荷載為0

2、.35kN/m2,按照鋪設5層計算。欄桿采用竹笆片,荷載為0.17kN/m,安全網(wǎng)荷載取0.0100kN/m2。腳手板下大橫桿在小橫桿上面,且主結點間增加兩根大橫桿?；撅L壓0.45kN/m2,高度變化系數(shù)1.0900,體型系數(shù)1.2480。卸荷吊點按照構造要求考慮,不進行受力計算!懸挑水平鋼梁采用18號工字鋼,建筑物外懸挑段長度1.40米,建筑物內(nèi)錨固段長度3.10米。懸挑水平鋼梁采用懸臂式結構,沒有鋼絲繩或支桿與建筑物拉結。鋼管慣性矩計算采用 I=(D4-d4/64,抵抗距計算采用 W=(D4-d4/32D。一、大橫桿的計算大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。按照

3、大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。 大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度 大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩跨中最大彎矩計算公式如下: 跨中最大彎矩為支座最大彎矩計算公式如下: 支座最大彎矩為我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算:大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度計算公式如下: 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度V=(0.677×0.138+0.990×0.567×1500.04/(100×2

4、.06×105×114920.0=1.399mm 大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求!二、小橫桿的計算小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值,在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。 小橫桿計算簡圖最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下: 集中荷載最大彎矩計算公式如下: 小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計算公式如下: 集中荷載最大撓度計算公式如

5、下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度V2=1056.350×850.0×(3×850.02-4×850.02/9/(72×2.06×105×114920.0=0.973mm 最大撓度和小橫桿的最大撓度小于850.0/150與10mm,滿足要求!三、扣件抗滑力的計算縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5:R R c其中 R c扣件抗滑承載力設計值,單扣件取8.0kN,雙扣件取12.0kN;R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值;單扣件抗滑承載力

6、的設計計算滿足要求!當直角扣件的擰緊力矩達40-65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN;雙扣件在20kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kN;四、腳手架荷載標準值作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內(nèi)容:經(jīng)計算得到,靜荷載標準值 N G = N G1+N G2+N G3+N G4 = 5.539kN。風荷載標準值應按照以下公式計算 經(jīng)計算得到,風荷載標準值 W k = 0.450×1.090×1.248 = 0.612kN/m2?？紤]風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N = 1.2N G

7、+ 0.9×1.4N Q不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N = 1.2N G + 1.4N Q風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 M W計算公式M W = 0.9×1.4W k l a h2/10其中 W k風荷載標準值(kN/m2;l a立桿的縱距 (m;h 立桿的步距 (m。經(jīng)過計算得到風荷載產(chǎn)生的彎矩:五、立桿的穩(wěn)定性計算卸荷吊點按照構造考慮,不進行計算。1.不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值,N=10.217kN;i 計算立桿的截面回轉半徑,i=1.59cm;k 計算長度附加系數(shù),取1.155;u 計算長度系數(shù),由腳手架的高度確定

8、,u=1.500;l0計算長度 (m,由公式 l0 = kuh 確定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m;A 立桿凈截面面積,A=4.567cm2;W 立桿凈截面模量(抵抗矩,W=4.788cm3;長細比,為3118/16=1970允許長細比(k取1,為2700/16=170 <210長細比驗算滿足要求!軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 的結果查表得到0.188;鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2;f 鋼管立桿抗壓強度設計值,f=205.00N/mm2;經(jīng)計算得:=10217/(0.19×457=119.210N/mm2;不考

9、慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!2.考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值,N=9.860kN;i 計算立桿的截面回轉半徑,i=1.59cm;k 計算長度附加系數(shù),取1.155;u 計算長度系數(shù),由腳手架的高度確定,u=1.500;l0計算長度 (m,由公式 l0 = kuh 確定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m;A 立桿凈截面面積,A=4.567cm2;W 立桿凈截面模量(抵抗矩,W=4.788cm3;長細比,為3118/16=1970允許長細比(k取1,為2700/16=170 <210長細比驗

10、算滿足要求!軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 的結果查表得到0.188;M W計算立桿段由風荷載設計值產(chǎn)生的彎矩,M W=0.375kN.m;鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2;f 鋼管立桿抗壓強度設計值,f=205.00N/mm2;經(jīng)計算得到=9860/(0.19×457+375000/4788=193.335N/mm2;考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!六、連墻件的計算連墻件的軸向力計算值應按照下式計算:N l = N lw + N o其中 N lw風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設計值(kN,應按照下式計算:N lw = 1.4 × w k&

11、#215; A ww k風荷載標準值,w k = 0.612kN/m2;A w每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側的迎風面積:= 3.60×3.00 = 10.800m2;Aw根據(jù)連墻件桿件強度要求,軸向力設計值 N f1 = 0.85Acf根據(jù)連墻件桿件穩(wěn)定性要求,軸向力設計值 N f2 = 0.85Af連墻件軸向力設計值 N f = 0.85Af其中軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l/i=45.00/1.59的結果查表得到=0.92;N f1>N l,連墻件的設計計算滿足強度設計要求!N f2>N l,連墻件的設計計算滿足穩(wěn)定性設計要求! 連墻件拉結樓板預埋鋼管示意圖七

12、、懸挑梁的受力計算懸挑腳手架按照帶懸臂的單跨梁計算懸出端C受腳手架荷載N的作用,里端B為與樓板的錨固點,A為墻支點。 懸臂單跨梁計算簡圖支座反力計算公式 支座彎矩計算公式 C點最大撓度計算公式 其中 k = m/l,k l = m l/l,k2 = m2/l。本工程算例中,m = 1400mm,l = 3100mm,m l = 450mm,m2 = 1300mm;代入公式,經(jīng)過計算得到水平支撐梁的抗彎計算強度小于215.0N/mm2,滿足要求!最大撓度 Vmax按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范(JGJ 130-2011表5.1.8規(guī)定:水平支撐梁的最大撓度小于2800.0/250,滿足

13、要求!八、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算水平鋼梁采用18號工字鋼,計算公式如下安全設施計算軟件(2015 PKPM軟件出品 其中 b 均勻彎曲的受彎構件整體穩(wěn)定系數(shù)，查表鋼結構設計規(guī)范 (GB50017-2011 附錄得到： b=2.00 由于 b大于0.6， 按照 鋼結構設計規(guī)范 (GB50017-2011附錄B其值 ' b =1.07-0.282/ b=0.929 經(jīng)過計算得到強度 =18.16×106/(0.929×185000.00=105.68N/mm2； 水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求! 九、錨固段與樓板連接的計算 1.水平鋼梁與樓板壓點如果采用鋼

14、筋拉環(huán)，拉環(huán)強度計算如下： 水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)受力R=5.412kN 水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)強度計算公式為 其中f為拉環(huán)鋼筋抗拉強度，每個拉環(huán)按照兩個截面計算，按照混凝土結構設計規(guī)范9.7.6 f = 65N/mm2； 壓點處采用 2 個 U 形鋼筋拉環(huán)連接，承載能力乘以 0.85 的折減系數(shù)；鋼筋拉環(huán)抗拉強度為 110.50N/mm2； 所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)最小直徑 D=5412×4/(3.1416×110.50×21/2=6mm 水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側30cm以上搭接長度。 2.水平鋼梁與樓板壓點如

15、果采用螺栓，螺栓粘結力錨固強度計算如下： 錨固深度計算公式 其中 N 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，N = 5.41kN； d 樓板螺栓的直徑，d = 16mm； 安全設施計算軟件(2015 PKPM軟件出品 fb 樓板螺栓與混凝土的容許粘接強度，計算中取1.5N/mm2； h 樓板螺栓在混凝土樓板內(nèi)的錨固深度。 經(jīng)過計算得到 h 要大于5412.11/(3.1416×16×1.5=71.8mm。 3.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，混凝土局部承壓計算如下： 混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式 其中 N 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，N = 5.41kN； d

16、樓板螺栓的直徑，d = 16mm； b 樓板內(nèi)的螺栓錨板邊長，b=5d=80mm； fcc 混凝土的局部擠壓強度設計值，計算中取0.95fc=13.59N/mm2； 經(jīng)過計算得到公式右邊等于84.2kN 樓板混凝土局部承壓計算滿足要求! 4.水平鋼梁與樓板錨固壓點部位樓板負彎矩配筋計算如下： 錨固壓點處樓板負彎矩數(shù)值為 M = 5.41×3.10/2 = 8.39kN.m 根據(jù)混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010第6.2.10條 其中 1系數(shù)，當混凝土強度不超過C50時， 1取為1.0,當混凝土強度等級為C80時， 1取為0.94,期間按線性內(nèi)插法確定； fc混凝土抗壓強度設計

17、值； h0截面有效高度； 安全設施計算軟件(2015 PKPM軟件出品 fy鋼筋受拉強度設計值。 截面有效高度 h0 = 120-15 = 105mm； s s = 8.39×106/(1.000×14.300×1.5×1000×105.02=0.0350 = 1-(1-2×0.03501/2=0.0360 = 1-0.0360/2=0.9820 樓板壓點負彎矩配筋為 As = 8.39×106 / (0.9820×105.0×210.0 = 387.4 mm2 附：腳手架配件數(shù)量匡算: 扣件式鋼管腳手架

18、的桿件配備數(shù)量需要一定的富余量， 以適應構架時變化需要， 因此按 匡算方式來計算； 根據(jù)腳手架立桿數(shù)量按以下公式進行計算： L -長桿總長度(m； N2 -直角扣件數(shù)(個； N4 -旋轉扣件數(shù)(個； N1 -小橫桿數(shù)(根； N3 -對接扣件數(shù)(個； S -腳手板面積(m2； 安全設施計算軟件(2015 PKPM軟件出品 n -立桿總數(shù)(根 n=94 ； H -搭設高度(m H=19.5； h -步距(m h=1.8 ； la-立桿縱距(m la=1.5； lb -立桿橫距(m lb=0.85； 長桿總長度(m 小橫桿數(shù)(根 直角扣件數(shù)(個 對接扣件數(shù)(個 旋轉扣件數(shù)(個 腳手板面積(m2 L =1.1×19.5×(9