计算依据:
1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016 2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 4、《钢结构设计规范》GB50017-2003 5、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、脚手架参数
卸荷设置 脚手架安全等级 脚手架钢管类型 立杆步距h(m) 立杆横距lb(m) 双立杆计算方法 无 二级 Ф48×3 1.8 0.9 不设置双立杆 结构重要性系数γ0 脚手架搭设排数 脚手架架体高度H(m) 立杆纵距或跨距la(m) 内立杆离建筑物距离a(m) 1 双排脚手架 30 1.5 0.3 二、荷载设计
脚手架设计类型 脚手板自重标准值Gkjb(kN/m) 2装修脚手架 0.1 脚手板类型 脚手板铺设方式 挡脚板类型 竹芭脚手板 1步1设 冲压钢挡脚板 密目式安全立网自重标准值0.01 Gkmw(kN/m) 栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m) 0.16 2挡脚板铺设方式 1步1设 每米立杆承受结构自重标准值0.129 gk(kN/m) 装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m) 安全网设置 风荷载体型系数μs 2装修脚手架作业层数nzj 1 2 全封闭 1 地区 基本风压ω0(kN/m) 2江西南昌市 0.3 风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆0.81,0.81 稳定性) 风荷载标准值ωk(kN/m)(连墙件、单立0.243,0.243 杆稳定性) 2 计算简图:
立面图
侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式 横杆抗弯强度设计值[f](N/mm) 横杆弹性模量E(N/mm) 22纵向水平杆在上 205 206000 横向水平杆上纵向水平杆根数n 横杆截面惯性矩I(mm) 横杆截面抵抗矩W(mm) 341 107800 4490
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.033+0.1×0.9/(1+1))+1.4×2×0.9/(1+1)=1.354kN/m 正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×lb/(n+1))=(0.033+0.1×0.9/(1+1))=0.078kN/m 计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.354×1.52=0.305kN·m
σ=γ0Mmax/W=1×0.305×106/4490=67.849N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求! 2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.078×15004/(100×206000×107800)=0.121mm νmax=0.121mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm 满足要求! 3、支座反力计算 承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.354×1.5=2.234kN 正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.078×1.5=0.129kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=2.234kN q=1.2×0.033=0.04kN/m 正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.129kN q'=0.033kN/m 1、抗弯验算 计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=γ0Mmax/W=1×0.507×106/4490=112.851N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、挠度验算 计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=0.101mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm 满足要求! 3、支座反力计算 承载能力极限状态 Rmax=1.135kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式 单扣件 扣件抗滑移折减系数 0.85 扣件抗滑承载力验算:
纵向水平杆:Rmax=1×2.234/2=1.117kN≤Rc=0.85×8=6.8kN 横向水平杆:Rmax=1×1.135kN≤Rc=0.85×8=6.8kN 满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H 30 脚手架钢管类型 Ф48×3 每米立杆承受结构自重标准值0.129 gk(kN/m) 立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
单外立杆:NG1k=(gk+la×n/2×0.033/h)×H=(0.129+1.5×1/2×0.033/1.8)×30=4.286kN 单内立杆:NG1k=4.286kN 2、脚手板的自重标准值NG2k1 单
外
立
杆
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/1/2=(30/1.8+1)×1.5×0.9×0.1×1/1/2=1.193kN 1/1表示脚手板1步1设 单内立杆:NG2k1=1.193kN 3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(30/1.8+1)×1.5×0.16×1/1=4.24kN 1/1表示挡脚板1步1设 4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×30=0.45kN 5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.193+4.24+0.45=5.883kN 单内立杆:NG2k=NG2k1=1.193kN 立杆施工活荷载计算
外立杆:NQ1k=la×lb×(nzj×Gkzj)/2=1.5×0.9×(1×2)/2=1.35kN 内立杆:NQ1k=1.35kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
:
单外立杆:N=1.2×(NG1k+ NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(4.286+5.883)+
1.4×1.35=14.093kN
单内立杆:N=1.2×(NG1k+ NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(4.286+1.193)+ 1.4×1.35=8.465kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H 立杆截面抵抗矩W(mm) 立杆抗压强度设计值[f](N/mm) 连墙件布置方式 2330 4490 205 两步三跨 立杆计算长度系数μ 立杆截面回转半径i(mm) 立杆截面面积A(mm) 21.5 15.9 424 1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m 长细比λ=l0/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l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m 长细比λ=l0/i=3.119×103/15.9=196.132 查《规范》表A得,φ=0.188 2、立杆稳定性验算 组合风荷载作用 单
立
杆
的
轴
心
压
力
设
计
值
N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(4.286+5.883)+1.4×1.35=14.092kN
Mwd=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.6×1.4×(0.05×0.6×0.243×1.5×3.62)=0.119kN·m
σ=γ0[N/(φA)+
Mwd/W]=1×[14092.5/(0.188×424)+119042.784/4490]=203.306N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步三跨
连墙件连接方式 连墙件计算长度l0(mm)
膨胀螺栓 1500
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力3 N0(kN) 连墙件截面类型
连墙件截面面积Ac(mm) 连墙件抗压强度设计值[f](N/mm) 螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm)
22
2
钢管 424 205 170
连墙件型号
连墙件截面回转半径i(mm) 螺栓直径d(mm)
Ф48×3 15.9 18
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度1.5 τb(N/mm)
2
混凝土强度等级
C20
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.243×2×1.8×3×1.5=5.511kN
长细比λ=l0/i=1500/15.9=94.34,查《规范》表A.0.6得,φ=0.634
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.511+3)×103/(0.634×424)=31.661N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2 满足要求!
螺栓粘结力锚固强度计算
螺栓锚固深度:h ≥(Nlw+N0)/(πd[τb])=(5.511+3)×103/(3.14×18×1.5)=100.338mm σ=(Nlw+N0)/(π×d2/4)=(5.511+3)×103/(3.14×182/4)=33.446N/mm2≤ft=170N/mm2 满足要求!
混凝土局部承压计算如下
混凝土的局部挤压强度设计值:fcc=0.95fc=0.95×9.6=9.12N/mm2
(Nlw+N0)=(5.511+3)×1000=8511N≤(b2-πd2/4)fcc=(8100-3.14×182/4)×9.12=71551.243N 注:锚板边长b一般按经验确定,不作计算,此处b=5d=5×18=90mm fc为混凝土轴心抗压强度设计值
九、立杆地基承载力验算
地基土类型 地基承载力调整系数mf 粘性土 0.4 地基承载力特征值fg(kPa) 垫板底面积A(m) 2140 0.25 立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=14.092/(0.4×0.25)=140.925kPa≤γufg=1.254×140 =175.56kPa 满足要求!
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