悬挑脚手架悬挑(阳台部分)计算书

1、悬挑式扣件钢管脚手架计算书依据规范:建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011建筑结构荷载规范GB50009-2012钢结构设计规范GB50017-2003混凝土结构设计规范GB50010-2010计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架,搭设高度20.0米,立杆采用单立管。立杆的纵距1.50米,立杆的横距0.95米,内排架距离结构2.10米,立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为48×2.8,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米。施工活荷载为2.0kN/m2,同时考虑2层施工。脚手板采用竹笆片,荷载为0

2、.10kN/m2,按照铺设4层计算。栏杆采用冲压钢板,荷载为0.16kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。脚手板下大横杆在小横杆上面,且主结点间增加一根大横杆。基本风压0.30kN/m2,高度变化系数1.2500,体型系数0.6000。卸荷吊点按照构造要求考虑,不进行受力计算!悬挑水平钢梁采用16号工字钢,建筑物外悬挑段长度3.10米,建筑物内锚固段长度0.00米。悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结,最外面支点距离建筑物3.00m。而拉杆采用圆钢20.0 mm。钢管惯性矩计算采用 I=(D4-d4/64,抵抗距计算采用 W=(D4-d4/32D。一、大横杆的计算大横杆按照三跨连续梁进行强

3、度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值 P1=0.036kN/m脚手板的荷载标准值 P2=0.100×0.950/2=0.047kN/m活荷载标准值 Q=2.000×0.950/2=0.950kN/m静荷载的计算值 q1=1.2×0.036+1.2×0.047=0.100kN/m活荷载的计算值 q2=1.4×0.950=1.330kN/m 大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度 大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩2.抗弯强度计算

4、最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下: 跨中最大弯矩为M1=(0.08×0.100+0.10×1.330×1.5002=0.317kN.m支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为M2=-(0.10×0.100+0.117×1.330×1.5002=-0.373kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:=0.373×106/4248.0=87.696N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:

5、 静荷载标准值 q1=0.036+0.047=0.083kN/m活荷载标准值 q2=0.950kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.083+0.990×0.950×1500.04/(100×2.06×105×101950.0=2.403mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!二、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值 P1=0.036×

6、;1.500=0.053kN脚手板的荷载标准值 P2=0.100×0.950×1.500/2=0.071kN活荷载标准值 Q=2.000×0.950×1.500/2=1.425kN荷载的计算值 P=1.2×0.053+1.2×0.071+1.4×1.425=2.144kN 小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算公式如下: M=(1.2×0.036×0.9502/8+2.144×0.950/

7、4=0.514kN.m=0.514×106/4248.0=121.022N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载最大挠度计算公式如下: 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.036×950.004/(384×2.060×105×101950.000=0.02mm集中荷载标准值 P=0.053+0.071+1.425=1.549kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1549.50

8、0×950.0×950.0×950.0/(48×2.06×105×101950.0=1.318mm 最大挠度和V=V1+V2=1.336mm小横杆的最大挠度小于950.0/150与10mm,满足要求!三、扣件抗滑力的计算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(规范5.2.5: R R c其中 R c扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;横杆的自重标准值 P1=0.036×0.950=0.034kN脚手板的荷载标准值 P2=0.100

9、×0.950×1.500/2=0.071kN活荷载标准值 Q=2.000×0.950×1.500/2=1.425kN荷载的计算值 R=1.2×0.034+1.2×0.071+1.4×1.425=2.121kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN;四、脚手架荷载标准值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

10、构自重标准值(kN/m;本例为0.1001N G1 = 0.100×20.000=2.002kN(2脚手板的自重标准值(kN/m2;本例采用竹笆片脚手板,标准值为0.10N G2 = 0.100×4×1.500×(0.950+2.100/2=0.915kN(3栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m;本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,标准值为0.16N G3 = 0.160×1.500×4=0.960kN(4吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2;0.010N G4 = 0.010×1.500×20.000=0.300

11、kN经计算得到,静荷载标准值 N G = N G1+N G2+N G3+N G4 = 4.177kN。活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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 N Q = 2.000×2×1.500×0.950/2=2.850kN风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0基本风压(kN/m2,W0 = 0.300U z风荷载高度变化系数,U z = 1.250U s风荷载体型系数:U s = 0.600经计算得到,风荷载标准值 W k = 0.300×1.250×0.600 = 0.225k

12、N/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N G + 0.9×1.4N Q经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.177+0.9×1.4×2.850=8.603kN不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N G + 1.4N Q经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.177+1.4×2.850=9.002kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩 M W计算公式M W = 0.9×1.4W k l a h2/10其中 W k风荷载标准值(kN/m2;l a立杆的纵距 (

13、m;h 立杆的步距 (m。经过计算得到风荷载产生的弯矩:M w=0.9×1.4×0.225×1.500×1.800×1.800/10=0.138kN.m五、立杆的稳定性计算卸荷吊点按照构造考虑,不进行计算。1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值,N=9.002kN;i 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;k 计算长度附加系数,取1.155;u 计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;l0计算长度 (m,由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.

14、118m;A 立杆净截面面积,A=3.974cm2;W 立杆净截面模量(抵抗矩,W=4.248cm3;长细比,为3118/16=1950允许长细比(k取1,为2700/16=169 <210长细比验算满足要求!轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.191;钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2;f 钢管立杆抗压强度设计值,f=205.00N/mm2;经计算得:=9002/(0.19×397=118.327N/mm2;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < f,满足要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值,N=8.603k

15、N;i 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;k 计算长度附加系数,取1.155;u 计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;l0计算长度 (m,由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m;A 立杆净截面面积,A=3.974cm2;W 立杆净截面模量(抵抗矩,W=4.248cm3;长细比,为3118/16=1950允许长细比(k取1,为2700/16=169 <210长细比验算满足要求!轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.191;M W计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,M W=0.1

16、38kN.m;钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2;f 钢管立杆抗压强度设计值,f=205.00N/mm2;经计算得到=8603/(0.19×397+138000/4248=145.517N/mm2;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < f,满足要求!六、连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:N l = N lw + N o其中 N lw风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN,应按照下式计算:N lw = 1.4 × w k× A ww k风荷载标准值,w k = 0.225kN/m2;A w每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:= 3.60&#

17、215;4.50 = 16.200m2;AwN o连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN;N o = 3.000经计算得到 N lw = 5.103kN,连墙件轴向力计算值 N l = 8.103kN根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值 N f1 = 0.85Acf根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值 N f2 = 0.85Af连墙件轴向力设计值 N f = 0.85Af其中轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=210.00/1.60的结果查表得到=0.39;净截面面积Ac = 3.97cm2;毛截面面积 A = 18.10cm2;f = 205.00N/mm2。经过计算得到 N

18、 f1 = 69.247kNN f1>N l,连墙件的设计计算满足强度设计要求!经过计算得到 N f2 = 123.358kNN f2>N l,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求! 连墙件拉结楼板预埋钢管示意图七、悬挑梁的受力计算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。本工程中,脚手架排距为950mm,内侧脚手架距离墙体2100mm,支拉斜杆的支点距离墙体 = 3000mm,水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4,截面抵抗矩W = 141.00cm3,截面积A = 26.10cm2。受脚手架集中荷载 P

19、=9.00kN水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到5.58 5.35 3.737 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R1=14.602kN,R2=4.165kN最大弯矩 M max=4.467kN.m抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=4.467×106/(1.05×141000.0+15.105×1000/2610.0=35.957N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0

20、N/mm2,满足要求!八、悬挑梁的整体稳定性计算安全设施计算软件(2012 PKPM软件出品 水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范 (GB50017-2011 附录得到： b=1.30 由于 b大于0.6， 按照 钢结构设计规范 (GB50017-2011附录B其值 经过计算得到强度 =4.47×106/(0.853×141000.00=37.13N/mm2； 水平钢梁的稳定性计算 < f,满足要求! ' b =1.07-0.282/ b=0.853 九、拉杆的受力计算 水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算 其中RUicos i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力 RCi=RUisin i 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为 RU1=21.009kN 十、拉杆的强度计算 拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=21.009kN 拉杆的强度计算： 上面拉杆以圆钢 20.0 mm计算，斜拉杆的容许压力按照