8#楼楼梯型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书计算依据:1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》JGJ130-20112、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规》JGJ128-20103、《建筑结构荷载规》GB50009-20124、《钢结构设计规》GB50017-20035、《混凝土结构设计规》GB50010-2010架体验算一、脚手架参数安全网设置全封闭基本风压ω0(kN/m2) 0.5风荷载体型系数μs 1.132 风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)0.938,0.65风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)0.531,0.368立面图侧面图三、纵向水平杆验算纵、横向水平杆布置方式纵向水平杆在上横向水平杆上纵向水平杆根数n 2 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+Gk ×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.033+0.1×1.05/(2+1))+1.4×2×1.05/(2+1)=1.062kN/m 正常使用极限状态q'=(0.033+Gk ×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.033+0.1× 1.05/(2+1))+2×1.05/(2+1)=0.768kN/m 计算简图如下:1、抗弯验算Mmax =0.1qla2=0.1×1.062×1.22=0.153kN·mσ=Mmax/W=0.153×106/4490=34.058N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算νmax =0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.768×12004/(100×206000×107800)=0.486mmνmax =0.486mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1200/150,10]=8mm 满足要求!3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax =1.1qla=1.1×1.062×1.2=1.402kN正常使用极限状态Rmax '=1.1q'la=1.1×0.768×1.2=1.014kN四、横向水平杆验算承载能力极限状态由上节可知F1=Rmax=1.402kNq=1.2×0.033=0.04kN/m 正常使用极限状态由上节可知F1'=Rmax'=1.014kNq'=0.033kN/m 1、抗弯验算计算简图如下:弯矩图(kN·m)σ=Mmax/W=0.496×106/4490=110.406N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!2、挠度验算计算简图如下:变形图(mm)νmax =1.898mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[1050/150,10]=7mm 满足要求!3、支座反力计算 承载能力极限状态 R max =1.423kN五、扣件抗滑承载力验算纵向水平杆:R max =1.402/2=0.701kN ≤R c =0.9×12=10.8kN 横向水平杆:R max =1.423kN ≤R c =0.9×12=10.8kN 满足要求!六、荷载计算1、立杆承受的结构自重标准值N G1k单外立杆:N G1k =(gk+l a ×n/2×0.033/h)×H=(0.12+1.2×2/2×0.033/1.8)×19.5=2.773kN 单立杆:N G1k =2.773kN 2、脚手板的自重标准值N G2k1单外立杆:N G2k1=(H/h+1)×la ×l b ×G k ×1/2/2=(19.5/1.8+1)×1.2×1.05×0.1×1/2/2=0.373kN 1/2表示脚手板2步1设 单立杆:N G2k1=0.373kN 3、栏杆与挡脚板自重标准值N G2k2单外立杆:N G2k2=(H/h+1)×la ×G kdb ×1/1=(19.5/1.8+1)×1.2×0.17×1/1=2.414kN1/1表示挡脚板1步1设 4、围护材料的自重标准值N G2k3单外立杆:N G2k3=G kmw ×la ×H=0.01×1.2×19.5=0.234kN 5、构配件自重标准值N G2k 总计单外立杆:N G2k =N G2k1+N G2k2+N G2k3=0.373+2.414+0.234=3.021kN 单立杆:N G2k =N G2k1=0.373kN 立杆施工活荷载计算外立杆:N Q1k =la ×l b ×(n zj ×G kzj )/2=1.2×1.05×(1×2)/2=1.26kN 立杆:N Q1k =1.26kN组合风荷载作用下单立杆轴向力:单外立杆:N=1.2×(N G1k + N G2k )+0.9×1.4×N Q1k =1.2×(2.773+3.021)+ 0.9×1.4×1.26=8.54kN单立杆:N=1.2×(N G1k + N G2k )+0.9×1.4×N Q1k =1.2×(2.773+0.373)+ 0.9×1.4×1.26=5.362kN七、钢丝绳卸荷计算钢丝绳卸荷钢丝绳绳卡作法钢丝绳连接吊环作法(共用)第1次卸荷验算α1=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/200)=86.186°α2=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/1500)=63.435°钢丝绳竖向分力,不均匀系数KX取1.5P1=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×5.362×13.5/19.5×1.2/1.2=4.455kNP2=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×8.54×13.5/19.5×1.2/1.2=7.095kN 钢丝绳轴向拉力T1=P1/sinα1=4.455/sin86.186°=4.465kNT2=P2/sinα2=7.095/sin63.435°=7.932kN卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1,T2]=7.932kN绳夹数量:n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×7.932/(2×15.19)=1个≤[n]=5个满足要求!花篮螺栓验算:σ=[Fg]×103/(π×de2/4)=7.932×103/(π×102/4)=100.996N/mm2≤[ft]=170N/mm2 满足要求!钢丝绳:查表得,钢丝绳破断拉力总和:Fg=101kN[Fg ]'=α×Fg/k=0.85×101/9=9.539kN≥[Fg]=7.932kN满足要求!吊环最小直径dmin =(4A/π)1/2=(4×[Fg]/([f]π))1/2=(4×7.932×103/(65π))1/2=13mmd=20≥dmin满足要求!注:[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规》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第1次卸荷钢丝绳直径14mm,必须拉紧至7.932kN,吊环直径为20mm。
满足要求!八、立杆稳定性验算立杆计算长度l=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m长细比λ=l/i=2.7×103/15.9=169.811≤210满足要求!轴心受压构件的稳定系数计算:立杆计算长度l=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m长细比λ=l 0/i=3.119×103/15.9=196.132 查《规》表A 得,φ=0.188 2、立杆稳定性验算 不组合风荷载作用 底部卸荷段立杆单立杆的轴心压力设计值N 1=(1.2×(N G1k +N G2k )+1.4N Q1k )×(h x1+(1-K f ) ×(h x 顶-h x1)+max[6,(1-K f )×h j 顶])/H=(1.2×(2.773+3.021)+1.4×1.26) ×(6+(1-0.8)×(6-6)+max[6,(1-0.8)×13.5])/19.5=5.364KN 顶部卸荷段立杆单立杆的轴心压力设计值N 2=(1.2×(N G1k +N G2k )+1.4×N Q1k )×(H-h x 顶)/H =(1.2×(2.773+3.021)+1.4×1.26)×(19.5-6)/19.5=6.034kN 单立杆轴心压力最大值N=max(N 1、N 2)=6.034KNσ=N/(φA)=6034.417/(0.188×424)=75.703N/mm 2≤[f]=205N/mm 2 满足要求! 组合风荷载作用 底部卸荷段立杆单立杆的轴心压力设计值N 1=(1.2×(N G1k +N G2k )+0.9×1.4N Q1k )×(h x1+(1-K f ) ×(h x 顶-h x1)+max[6,(1-K f )×h j 顶])/H=(1.2×(2.773+3.021)+0.9×1.4×1.26) ×(6+(1-0.8)×(6-6)+max[6,(1-0.8)×13.5])/19.5=5.255KN 顶部卸荷段立杆单立杆的轴心压力设计值N 2=(1.2×(N G1k +N G2k )+0.9×1.4×N Q1k )×(H-h x 顶)/H =(1.2×(2.773+3.021)+0.9×1.4×1.26)×(19.5-6)/19.5=5.912kN 单立杆轴心压力最大值N=max(N 1、N 2)=5.912KNM w =0.9×1.4×M wk =0.9×1.4×ωk l a h 2/10=0.9×1.4×0.368×1.2×1.82/10=0.18kN ·mσ=N/(φA)+ M w /W=5912.294/(0.188×424)+180278.784/4490=114.322N/mm 2≤[f]=205N/mm 2 满足要求!九、连墙件承载力验算lw k a 长细比λ=l 0/i=600/15.9=37.736,查《规》表 A.0.6得,φ=0.896 (N lw +N 0)/(φAc)=(6.423+3)×103/(0.896×424)=24.804N/mm 2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm 2=174.25N/mm 2 满足要求!扣件抗滑承载力验算:N lw +N 0=6.423+3=9.423kN ≤0.9×12=10.8kN 满足要求悬挑梁验算 一、基本参数二、主梁验算q'=gk=0.205=0.205kN/m第1排:F'1=F1'/nz=4.883/1=4.883kN第2排:F'2=F2'/nz=4.883/1=4.883kN荷载设计值:q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m第1排:F1=F1/nz=6.034/1=6.034kN第2排:F2=F2/nz=6.034/1=6.034kN1、强度验算弯矩图(kN·m)σmax =Mmax/W=6.433×106/141000=45.626N/mm2≤[f]=215N/mm2 符合要求!2、抗剪验算剪力图(kN)τmax =Qmax/(8Izδ)[bh2-(b-δ)h2]=11.949×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=14.121N/mm2τmax=14.121N/mm2≤[τ]=125N/mm2符合要求!3、挠度验算变形图(mm)νmax =1.865mm≤[ν]=2×lx/250=2×2300/250=18.4mm 符合要求!4、支座反力计算R1=0.573kN,R2=-5.219kN,R3=18.263kN三、悬挑主梁整体稳定性验算主梁轴向力:N =|[(-(+NXZ1))]|/nz=|[(-(+5.811))]|/1=5.811kN压弯构件强度:σmax =Mmax/(γW)+N/A=6.433×106/(1.05×141×103)+5.811×103/2610=45.68N/mm2≤[f]=215N/mm2塑性发展系数γ符合要求!受弯构件整体稳定性分析:其中φb-- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数:查表《钢结构设计规》(GB50017-2003)得,φb=0.99由于φb 大于0.6,根据《钢结构设计规》(GB50017-2003)附表B,得到φb'值为0.79。