懸挑式雙排鋼管腳手架計算書

...wd......wd......wd...十、懸挑式雙排鋼管腳手架計算書：鋼管腳手架的計算參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔JGJ130-2001〕。計算的腳手架為雙排腳手架，搭設(shè)高度為20.4米，立桿采用單立管。搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.60米，立桿的橫距1.05米，立桿的步距1.80米。采用的鋼管類型為48×3.5，連墻件采用3步3跨，豎向間距5.40米，水平間距4.80米。施工均布荷載為3.0kN/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設(shè)3層。懸挑水平鋼梁采用[14a號槽鋼U口水平，其中建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內(nèi)錨固段長度1.50米。懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)，最外面鋼絲繩距離建筑物1.40m。(一)、大橫桿的計算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進展強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。按照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。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038kN/m腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m靜荷載的計算值q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m活荷載的計算值q2=1.4×1.050=1.470kN/m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)2.強度計算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M1=(0.08×0.109+0.10×1.470)×1.6002=0.399kN.m支座最大彎矩計算公式如下:支座最大彎矩為M2=-(0.10×0.109+0.117×1.470)×1.6002=-0.468kN.m我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進展強度驗算：=0.468×106/5080.0=92.169N/mm2大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計算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:靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.038+0.052=0.091kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.050kN/m三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度V=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1600.04/(100×2.06×105×121900.0)=2.874mm大橫桿的最大撓度小于1600.0/150與10mm,滿足要求!(二)、小橫桿的計算:小橫桿按照簡支梁進展強度和撓度計算，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。1.荷載值計算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038×1.600=0.061kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.150×1.050×1.600/3=0.084kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.000×1.050×1.600/3=1.680kN荷載的計算值P=1.2×0.061+1.2×0.084+1.4×1.680=2.527kN小橫桿計算簡圖2.強度計算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:M=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.527×1.050/3=0.891kN.m=0.891×106/5080.0=175.322N/mm2小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計算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下:小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=0.061+0.084+1.680=1.825kN集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度V2=1825.440×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=2.987mm最大撓度和V=V1+V2=3.011mm小橫桿的最大撓度小于1050.0/150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(標(biāo)準(zhǔn)5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.0kN；R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；1.荷載值計算橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038×1.050=0.040kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.150×1.050×1.600/2=0.126kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.000×1.050×1.600/2=2.520kN荷載的計算值R=1.2×0.040+1.2×0.126+1.4×2.520=3.728kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求!當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達40--65N.m時,試驗說明: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(biāo)準(zhǔn)值:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的構(gòu)造自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例為0.1248NG1=0.125×20.400=2.546kN(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15NG2=0.150×3×1.600×(1.050+0.300)/2=0.486kN(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15NG3=0.150×1.600×3/2=0.360kN(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.600×20.400=0.163kN經(jīng)計算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.555kN?；詈奢d為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=3.000×2×1.600×1.050/2=5.040kN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計算其中W0——根本風(fēng)壓(kN/m2)，按照《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：W0=0.400Uz——風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Uz=1.250Us——風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us=1.200經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=0.7×0.400×1.250×1.200=0.420kN/m2。考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式N=1.2NG+0.85×1.4NQ風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW計算公式MW=0.85×1.4Wklah2/10其中Wk——風(fēng)荷載根本風(fēng)壓值(kN/m2)；la——立桿的縱距(m)；h——立桿的步距(m)。(五)、立桿的穩(wěn)定性計算:不考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式其中N——立桿的軸心壓力設(shè)計值，N=11.32kN；——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i的結(jié)果查表得到0.15；i——計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm；l0——計算長度(m),由公式l0=kuh確定，l0=3.53m；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=1.70；A——立桿凈截面面積，A=4.89cm2；W——立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；——鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經(jīng)計算得到=158.23[f]——鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值，[f]=205.00N/mm2；不考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式其中N——立桿的軸心壓力設(shè)計值，N=10.26kN；——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i的結(jié)果查表得到0.15；i——計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm；l0——計算長度(m),由公式l0=kuh確定，l0=3.53m；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=1.70A——立桿凈截面面積，A=4.89cm2；W——立桿凈截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；MW——計算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.259kN.m；——鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經(jīng)計算得到=194.44[f]——鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值，[f]=205.00N/mm2；考慮風(fēng)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(yīng)按照下式計算：Nl=Nlw+No其中Nlw——風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kN)，應(yīng)按照下式計算：Nlw=1.4×wk×Awwk——風(fēng)荷載根本風(fēng)壓值，wk=0.420kN/m2；Aw——每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積，Aw=5.40×4.80=25.920m2；No——連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No=5.000經(jīng)計算得到Nlw=15.241kN，連墻件軸向力計算值Nl=20.241kN連墻件軸向力設(shè)計值Nf=A[f]其中——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l/i=30.00/1.58的結(jié)果查表得到=0.95；A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。經(jīng)過計算得到Nf=95.411kNNf>Nl，連墻件的設(shè)計計算滿足要求!(七)、懸挑梁的受力計算:懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。懸臂局部腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。本工程中，腳手架排距為1050mm，內(nèi)側(cè)腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點距離墻體=1400mm，水平支撐梁的截面慣性矩I=563.70cm4，截面抵抗矩W=80.50cm3，截面積A=18.51cm2。受腳手架集中荷載P=1.2×3.56+1.4×5.04=11.32kN水平鋼梁自重荷載q=1.2×18.51×0.0001×7.85×10=0.17kN/m懸挑腳手架示意圖懸挑腳手架計算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN)懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1=12.532kN,R2=11.393kN,R3=-0.758kN最大彎矩Mmax=1.772kN.m截面應(yīng)力=M/1.05W+N/A=1.772×106/(1.05×80500.0)+7.235×1000/1851.0=24.869N/mm2水平支撐梁的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!(八)、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算:水平鋼梁采用[14a號槽鋼U口水平,計算公式如下其中b——均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算：經(jīng)過計算得到b=570×9.5×58.0×235/(1400.0×140.0×235.0)=1.60由于b大于0.6，按照《鋼構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2003)附錄B其值用b'查表得到其值為0.879經(jīng)過計算得到強度=1.77×106/(0.879×80500.00)=25.04N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!(九)、拉桿的受力計算:水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算其中RUicosi為鋼繩的拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點的支撐力RCi=RUisini按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為RU1=14.471kN選用15.5號抗拉強度1700N/mm2〔6×19〕鋼絲繩，其破斷拉力Fg＝152KNK＝6α＝0.85[Fg]＝α˙Fg/K=0.85×152/6＝21.53KN>17.248KN選用15.5號〔6×19〕鋼絲繩可滿足要求。(十)、吊環(huán)驗算:吊環(huán)采用16圓鋼預(yù)埋A＝201.1mm2＝F/2A＝17.248×103/〔2×201.1〕＝42.88N/mm2＜f=215N/mm2吊環(huán)抗拉驗算滿足要求。十一、懸挑式卸料平臺計算書：計算依據(jù)《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ80-91)和《鋼構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2003)。懸掛式卸料平臺的計算參照連續(xù)梁的計算進展。由于卸料平臺的懸挑長度和所受荷載都很大，因此必須嚴(yán)格地進展設(shè)計和驗算。平臺水平鋼梁(主梁)的懸挑長度4.50m，懸挑水平鋼梁間距(平臺寬度)2.50m。次梁采用[10號槽鋼U口水平，主梁采用[18b號槽鋼U口水平，次梁間距1.00m。施工人員等活荷載2.00kN/m2，最大堆放材料荷載10.00kN。一、次梁的計算次梁選擇[10號槽鋼U口水平槽鋼，間距1.00m，其截面特性為面積A=12.74cm2,慣性距Ix=198.30cm4,轉(zhuǎn)動慣量Wx=39.70cm3,回轉(zhuǎn)半徑ix=3.95cm，截面尺寸b=48.0mm,h=100.0mm,t=8.5mm1.荷載計算(1)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：本例采用木腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2；Q1=0.35×1.00=0.35kN/m(2)最大的材料器具堆放荷載為10.00kN，轉(zhuǎn)化為線荷載：Q2=10.00/4.50/2.50×1.00=0.89kN/m(3)槽鋼自重荷載Q3=0.10kN/m經(jīng)計算得到，靜荷載計算值q=1.2×(Q1+Q2+Q3)=1.2×(0.35+0.89+0.10)=1.60kN經(jīng)計算得到，活荷載計算值P=1.4×2.00×1.00=2.80kN/m2.內(nèi)力計算內(nèi)力按照集中荷載P與均布荷載q作用下的簡支梁計算，計算簡圖如下最大彎矩M的計算公式為經(jīng)計算得到，活荷載計算值M=1.60×2.502/8+2.80×2.50/4=3.00kN.m3.抗彎強度計算其中x——截面塑性開展系數(shù)，取1.05；[f]——鋼材抗壓強度設(shè)計值，[f]=205.00N/mm2；經(jīng)過計算得到強度=3.00×106/(1.05×39700.00)=72.05N/mm2；次梁槽鋼的抗彎強度計算<[f],滿足要求!4.整體穩(wěn)定性計算其中b——均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算：經(jīng)過計算得到b=570×8.5×48.0×235/(2500.0×100.0×235.0)=0.93由于b大于0.6，按照《鋼構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2003)附錄B其值用b'查表得到其值為0.753經(jīng)過計算得到強度=3.00×106/(0.753×39700.00)=100.50N/mm2；次梁槽鋼的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!二、主梁的計算卸料平臺的內(nèi)鋼繩按照《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》作為安全儲藏不參與內(nèi)力的計算。主梁選擇[18b號槽鋼U口水平槽鋼，其截面特性為面積A=29.29cm2,慣性距Ix=1369.90cm4,轉(zhuǎn)動慣量Wx=152.20cm3,回轉(zhuǎn)半徑ix=6.84cm截面尺寸b=70.0mm,h=180.0mm,t=10.5mm1.荷載計算(1)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值：本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15kN/m；Q1=0.15kN/m(2)槽鋼自重荷載Q2=0.23kN/m經(jīng)計算得到，靜荷載計算值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.15+0.23)=0.45kN/m經(jīng)計算得到，次梁集中荷載取次梁支座力P=(1.60×2.50+2.80)/2=3.41kN2.內(nèi)力計算卸料平臺的主梁按照集中荷載P和均布荷載q作用下的連續(xù)梁計算。懸挑卸料平臺示意圖懸挑卸料平臺水平鋼梁計算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到懸挑水平鋼梁支撐梁剪力圖(kN)懸挑水平鋼梁支撐梁彎矩圖(kN.m)懸挑水平鋼梁支撐梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1=10.960kN,R2=11.499kN支座反力RA=11.499kN最大彎矩Mmax=8.611kN.m3.抗彎強度計算其中x——截面塑性開展系數(shù)，取1.05；[f]——鋼材抗壓強度設(shè)計值，[f]=205.00N/mm2；經(jīng)過計算得到強度=8.611×106/1.05/152200.0+14.727×1000/2929.0=58.909N/mm2主梁的抗彎強度計算強度小于[f]，滿足要求!4.整體穩(wěn)定性計算其中b——均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算：經(jīng)過計算得到b=570×10.5×70.0×235/(4500.0×180.0×235.0)=0.52經(jīng)過計算得到強度=8.61×106/(0.517×152200.00)=109.38N/mm2；主梁槽鋼的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!三、鋼絲拉繩的內(nèi)力計算:水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算其中RUicosi為鋼繩的拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點的支撐力RCi=RUisini按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為RU1=18.358kN四、鋼絲拉繩的強度計算:鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU我們均取最大值進展計算，為RU=18.358kN如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計算：其中[Fg]——鋼絲繩的容許拉力(kN)；Fg——鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN)；計算中可以近似計算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)；——鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8；K——鋼絲繩使用安全系數(shù)。計算中[Fg]取18.358kN，=0.82，K=10.0,得到：鋼絲繩最小直徑必須大于21mm才能滿足要求!五、鋼絲拉繩吊環(huán)的強度計算:鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU我們均取最大值進展計算作為吊環(huán)的拉力N，為N=RU=18.358kN鋼板處吊環(huán)強度計算公式為其中[f]為拉環(huán)鋼筋抗拉強度，按照《混凝土構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》10.9.8[f]=50N/mm2；所需要的吊環(huán)最小直徑D=[18358×4/(3.1416×50×2)]1/2=16mm六、操作平臺安全要求:1.卸料平臺的上部位結(jié)點，必須位于建筑