悬挑式脚手架工程方案计算书目录一、编制依据 (2)二、工程参数 (2)三、横向水平杆(小横杆)验算 (4)四、纵向水平杆(大横杆)验算 (5)五、扣件抗滑承载力验算 (5)六、计算立杆段轴向力设计值N (6)七、立杆的稳定性计算 (6)八、连墙件计算 (8)九、悬挑梁计算-悬挑长度1.3m (9)十、悬挑梁的整体稳定性计算 (11)十一、悬挑梁钢丝绳计算 (11)十二、悬挑梁与建筑结构锚固计算 (13)十三、转角悬挑梁计算 (14)十四、转角联梁的计算 (16)十五、加长悬挑梁计算 (17)加长悬挑梁的整体稳定性计算 (19)加长悬挑梁钢丝绳计算 (19)一、编制依据1、工程施工图纸及现场概况2、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-20163、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20114、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-20115、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-20156、《混凝土结构设计规范》GB50010-20107、《建筑结构荷载规范》GB50009-20128、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20119、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-201610、《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部令第37号二、工程参数3001500钢丝绳14mm9003200130016号工字钢直径16mm锚固予埋件200200-400三、 横向水平杆(小横杆)验算横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
(一)抗弯强度计算1、作用横向水平杆线荷载标准值:q k =(Q K +Q P1)×S=(3+0.35)×1.5=5.03 kN/m 2、作用横向水平杆线荷载设计值:q=1.4×Q K ×S+1.2×Q P1×S=1.4×3×1.5+1.2×0.35×1.5=6.93 kN/m 3、计算最大弯矩: M max =ql b 2 =6.93×0.92=0.702kN ·m884、钢管载面模量W=4.25cm 35、Q235钢抗弯强度设计值,f=205N/mm 26、计算抗弯强度0 M max =1.1×0.702×106=181.69N/mm 2 〈205N/mm 2W4.25×1037、结论:满足要求 (二)变形计算1、钢材弹性模量E =2.06×105N/mm 22、钢管惯性矩I =10.19cm 43、容许挠度 [ν]=l/150与10mm4、验算挠度ν= 5q k l b 4 =5×5.03×9004=2mm 〈900 =6与10mm384EI384×2.06×105×10.19×1041505、结论:满足要求(三)横向水平杆传给纵向水平杆的集中力计算小横杆计算外伸长度a 1取0.15m ,横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值: F=0.5ql b (1+ a 1 )2=0.5×6.93×0.9(1+0.15 )2 =4.24kNl b 0.9由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值 F k =0.5q k l b (1+ a 1 )2=0.5×5.03×0.9(1+0.15 )2 =3.08kNl b 0.9四、 纵向水平杆(大横杆)验算双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算,如下图:不需要计算抗弯强度和挠度。
五、 扣件抗滑承载力验算水平杆与立杆连接方式采用单扣件,抗滑承载力RJd N = 8kN 。
纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值Jd 0F =1.1×4.24=4.66kN 〈RJd N =8kN 结论:扣件抗滑承载力满足要求六、 计算立杆段轴向力设计值N立杆稳定性计算部位取脚手架底部。
1、脚手架结构自重标准值产生的轴向力 N G1K =H s g k =30×0.1535=4.61kNH s ——脚手架高度g k ——每米立杆承受的结构自重 2、构配件自重标准值产生的轴向力N G2K =0.5(l b +a 1)l a ∑Q p1+Q p2l a +l a HQ p3=0.5×(0.9+0.15)×1.5×1×0.35+0.17×1.5×1+1.5×30×0.01=0.98kNl b ——立杆横距;a 1——小横杆外伸长度;l a ——立杆纵距;Q p1——脚手板自重标准值; Q p2——脚手板挡板自重标准值;Q p3——密目式安全立网自重标准值; H ——脚手架高度;3、施工荷载标准值产生的轴向力总和∑N Qk =0.5(l b +a 1)l a Q k =0.5×(0.9+0.15)×1.5×3×1=2.36kN Q k ——施工均布荷载标准值; 4、组合风荷载时立杆轴向力设计值NN=1.2(N G1K +N G2K )+0.9×1.4∑N Qk =1.2×(4.61+0.98)+0.9×1.4×2.36=9.68kN 5、不组合风荷载时立杆轴向力设计值NN=1.2(N G1K +N G2K )+1.4∑N Qk =1.2×(4.61+0.98)+1.4×2.36=10.01kN 6、只组合永久荷载时立杆轴向力标准值 N=N G1K +N G2K =4.61+0.98=5.59kN七、 立杆的稳定性计算组合风荷载时,由下式计算立杆稳定性WM A N W00γϕγ+≤f N ——计算立杆段的轴向力设计值;A ——立杆的截面面积;——轴心受压构件的稳定系数, W ——截面模量;f ——钢管的抗压强度设计值; Mw ——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4k w l a h 210其中,l a ——立杆纵距;h ——步距; 风荷载标准值k w =µz ·µs ·0w0w ——基本风压,取山东淄博市张店十年一遇值,0w =0.3kN/m 2µz ——风压高度变化系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用,地面粗糙度类别为地面粗糙度B 类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。
脚手架立杆稳定性计算部位选择立杆底部,计算高度取距地面25m, µz 取1.31;µs ——脚手架风荷载体型系数,µs =1.3=1.3×0.8=1.04 ,值大于1.0时,取1.0。
风荷载产生的弯曲压应力: σw =Mw =0.9×1.4×µz µs 0w l a h 2W10Wσw =0.9×1.4×1.31×1.0×0.3×1.5×1.52×106=39.3 N/mm 210×4.25×103计算长细比λ: λ=l 0 il 0——计算长度,l 0=kµh;i ——截面回转半径;k ——计算长度附加系数,其值取1.155; µ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数;立杆横距l b =0.9m ,连墙件布置二步二跨,取µ=1.5.h ——步距,1.5m λ=kµh =1.155×1.5×150.0=162i1.6根据λ的值,查规范得轴心受压构件的稳定系数=0.268。
组合风荷载时,立杆的稳定性计算按下式验算:W M A N W00γϕγ+= 1.1×9.68×103 +1.1×39.3=143.057N/mm 2 <f=205N/mm 20.268×398结论:满足要求!不组合风荷载时,立杆的稳定性计算按下式验算: A N ϕγ0= 1.1×10.01×103 =103.23N/mm 2 <f=205N/mm 2 0.268×398 结论:满足要求!八、 连墙件计算(一)脚手架上水平风荷载标准值ωk连墙件均匀布置,取脚手架最高处受风荷载最大的连墙件计算,高度按50m ,地面粗糙度B 类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。
风压高度变化系数µz =1.62脚手架风荷载体型系数µs =1.3=1.3×0.8=1.04 ,取值大于1.0时,取1.0。
基本风压取山东淄博市张店十年一遇值,0w =0.3kN/m 2k w =µz µs 0w =1.62×1.0×0.3=0.49kN/m 2(二)求连墙件轴向力设计值N每个连墙件作用面积A w =2×1.5×2×1.5=9.00m 2 N=N lw +N 0=1.4w k A w +3=1.4×0.49×9.00+3=9.17kN N lw ——风荷载产生的连墙件轴向力设计值;N 0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,双排脚手架N 0=3kN ; (三)连墙件稳定计算连墙杆采用钢管时,杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上,因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离,即l H =0.3m ,因此长细比λ=l H =30.0 =19 <[λ]=150i1.6根据λ值,查规范附录表C , =0.949,N=9.17×103=24.28N/mm 2 <0.85×205=174.25N/mm 2A0.949×398 满足要求!。
(四)扣件抗滑承载力计算连墙件采用双扣件连接,抗滑承载力RLd N 取12kN 。
Ld N =9.17kN<RLd N =12kN连墙件扣件抗滑承载力满足要求!九、 悬挑梁计算-悬挑长度1.3m悬挑梁外伸端承受上部脚手架立杆传递的集中荷载N 作用,N=10.01kN ;悬挑梁采用16号工字钢,截面惯性矩I = 1130.0cm 4,截面模量(抵抗矩) W = 141.0cm 3,截面积A=26.1cm 2;悬挑长度l 1 =1.3m ,锚固长度l = 3m ,内立杆距支座A 的距离l 3 =0.3m ,外立杆距支座A 的距离l 2 =1.2m ;悬挑梁按照单跨外伸梁计算,支座B 为悬挑梁与楼板的内锚固点,支座A 为建筑物梁板外边缘支承点,钢丝绳不参与悬挑梁受力计算。