型钢悬挑脚手架阳角B计算书.docx
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型钢悬挑脚手架阳角B计算书
型钢悬挑脚手架(阳角B)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范》JGJ130-2011
2、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
3、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、基本参数
1、基本参数
阳角处主梁悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁离地高度(m)
15
建筑物阳角处角度β
90
立杆纵距la(m)
1.2
梁/楼板混凝土强度等级
C30
2、立杆荷载参数
第几排立杆
离墙距离a(m)
荷载标准值F'(kN)
荷载设计值F(kN)
1
0.2
8
10.9
2
1
8
10.9
二、主梁布置及锚固参数
1、主梁布置参数
主梁号
内锚固点坐标x(m).y(m)
角度α(度)
主梁自内锚固点伸出长度L(m)
主梁锚固方式
1
0.6,-0.6
135
2.6
压环钢筋
2
0.8,-0.6
122.005
2.3
压环钢筋
3
1,-0.7
90
2
压环钢筋
平面图
2、主梁锚固参数
主梁外锚固点离建筑物距离b(mm)
100
压环钢筋直径d1(mm)
18
主梁1锚固图
主梁2锚固图
主梁3锚固图
三、一号主梁验算
1、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁材料规格
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
主梁材料抗弯强度设计值f(N/mm2)
205
主梁材料抗剪强度设计值τ(N/mm2)
125
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁允许挠度[ν](mm)
1/360
荷载标准值:
q'=gk=0.205kN/m
第一排立杆处:
P1'=F1'=8kN;
第二排立杆处:
P2'=F2'=8kN;
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第一排立杆处:
P1=F1=10.9kN;
第二排立杆处:
P2=F2=10.9kN;
计算简图如下:
1)抗弯验算
σ=Mmax/W=1.754×106/(141×103)=12.44N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)抗剪验算
τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=10.997×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=12.996N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3)挠度验算
νmax=0.034mm≤[ν]=2l/360=2×1893/360=10.517mm
满足要求!
4)支座反力计算
R1=-1.335kN;
R2=8.068kN;
R3=5.088kN;
R4=10.619kN;
2、支撑杆件设置
支撑点号
支撑方式
材料类型
距主梁外锚固点水平距离(mm)
支撑件上下固定点的垂直距离n(mm)
支撑件上下固定点的水平距离m(mm)
是否参与计算
1
上拉
钢丝绳
1000
3300
2200
是
2
下撑
槽钢
1500
3300
3100
是
3、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)
1400
钢丝绳直径(mm)
17
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
8
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)
15.19
钢丝绳绳夹数量n
3
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
12
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
主梁拉环直径d(mm)
20
焊缝厚度he(mm)
10
焊缝长度lw(mm)
100
角焊缝强度设计值ftw(N/mm2)
160
钢丝绳绳卡作法
上拉杆件角度计算:
α1=arctan(n1/m1)=arctan(3300/2200)=56.31°
上拉杆件支座力:
RS1=R3=5.088kN
主梁轴向力:
NSZ1=RS1/tanα1=5.088/tan(56.31°)=3.392kN
上拉杆件轴向力:
NS1=RS1/sinα1=5.088/sin(56.31°)=6.115kN
上拉杆件的最大轴向拉力:
NS=max[NS1]=6.115kN
查表得,钢丝绳破断拉力总和:
Fg=151.5kN
[Fg]=α×Fg/k=0.85×151.5/8=16.097kN≥NS=6.115kN
符合要求!
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×16.097/(2×15.19)=1个≤[n]=3个
符合要求!
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]/(π×de2/4)=16.097×103/(π×122/4)=142.329N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求!
拉环验算:
σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×16.097×103/(π×202)=25.619N/mm2≤[f]=65N/mm2
注:
[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》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
符合要求!
拉环详图(主梁为工字钢)
角焊缝验算:
σf=NS/(he×lw)=6.115×103/(10×100)=6.115N/mm2≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求!
4、下撑杆件验算
下撑杆材料类型
槽钢
下撑杆截面类型
5号槽钢
下撑杆截面积A(cm2)
6.93
下撑杆截面惯性矩I(cm4)
26
下撑杆截面抵抗矩W(cm3)
10.4
下撑杆材料抗压强度设计值f(N/mm2)
205
下撑杆弹性模量E(N/mm2)
206000
下撑杆件截面回转半径i(cm)
1.94
对接焊缝抗压强度设计值fcw(N/mm)
185
下撑杆件角度计算:
α1=arctan(n1/m1)=arctan(3300/3100)=46.79°
下撑杆件支座力:
RX1=R4=10.619kN
主梁轴向力:
NXZ1=RX1/tanα1=10.619/tan(46.79°)=9.975kN
下撑杆件轴向力:
NX1=RX1/sinα1=10.619/sin(46.79°)=14.57kN
下撑杆件的最大轴向压力:
NX=max[NX1]=14.57kN
下撑杆长度:
L1=(m12+n12)0.5=(31002+33002)0.5=4527.693
下撑杆长细比:
λ1=L1/i=4527.693/19.4=233.386
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得,φ1=0.156
轴心受压稳定性计算:
σ1=NX1/(φ1A)=14570/(0.156×693)=134.773N/mm2≤f=205N/mm2
符合要求!
对接焊缝验算:
σ=NX/(lwt)=14.57×103/A=14.57×103/693=21.025N/mm2≤fcw=185N/mm2
符合要求!
5、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=Nsz1-(Nxz1)=6.583kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=1.754×106/(1.05×141000)+6.583/2610=11.85N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
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《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得,φb=1.6
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到φb值为0.894。
σ=Mmax/(φbWx)=1.754×106/(0.894×141×103)=13.915N/mm2≤[f]=205N/mm2
符合要求!
6、锚固段与楼板连接的计算
主梁外锚固点离建筑物距离b(mm)
100
压环钢筋直径d1(mm)
18
梁/楼板混凝土强度等级
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=0.668kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=1.335×103/(3.14×162)=1.66N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2
注:
[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》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
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度
符合要求!
四、二号主梁验算
1、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁材料规格
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
主梁材料抗弯强度设计值f(N/mm2)
205
主梁材料抗剪强度设计值τ(N/mm2)
125
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁允许挠度[ν](mm)
1/360
荷载标准值:
q'=gk=0.205kN/m
第二排立杆处:
P2'=F2'=8kN;
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第二排立杆处:
P2=F2=10.9kN;
计算简图如下:
1)抗弯验算
σ=Mmax/W=0.537×106/(141×103)=3.809N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)抗剪验算
τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=11.013×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=13.015N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3)挠度验算
νmax=0.027mm≤[ν]=2l/360=2×1710/360=9.5mm
满足要求!
4)支座反力计算
R1=0.321kN;
R2=-0.569kN;
R3=11.714kN;
2、支撑杆件设置
支撑点号
支撑方式
材料类型
距主梁外锚固点水平距离(mm)
支撑件上下固定点的垂直距离n(mm)
支撑件上下固定点的水平距离m(mm)
是否参与计算
1
下撑
槽钢
1250
3300
3100
是
3、下撑杆件验算
下撑杆材料类型
槽钢
下撑杆截面类型
5号槽钢
下撑杆截面积A(cm2)
6.93
下撑杆截面惯性矩I(cm4)
26
下撑杆截面抵抗矩W(cm3)
10.4
下撑杆材料抗压强度设计值f(N/mm2)
205
下撑杆弹性模量E(N/mm2)
206000
下撑杆件截面回转半径i(cm)
1.94
对接焊缝抗压强度设计值fcw(N/mm)
185
下撑杆件角度计算:
α1=arctan(n1/m1)=arctan(3300/3100)=46.79°
下撑杆件支座力:
RX1=R3=11.714kN
主梁轴向力:
NXZ1=RX1/tanα1=11.714/tan(46.79°)=11.004kN
下撑杆件轴向力:
NX1=RX1/sinα1=11.714/sin(46.79°)=16.072kN
下撑杆件的最大轴向压力:
NX=max[NX1]=16.072kN
下撑杆长度:
L1=(m12+n12)0.5=(31002+33002)0.5=4527.693
下撑杆长细比:
λ1=L1/i=4527.693/19.4=233.386
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得,φ1=0.156
轴心受压稳定性计算:
σ1=NX1/(φ1A)=16072/(0.156×693)=148.666N/mm2≤f=205N/mm2
符合要求!
对接焊缝验算:
σ=NX/(lwt)=16.072×103/A=16.072×103/693=23.192N/mm2≤fcw=185N/mm2
符合要求!
4、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=Nxz1=11.004kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=0.537×106/(1.05×141000)+11.004/2610=3.631N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
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《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得,φb=1.6
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到φb值为0.894。
σ=Mmax/(φbWx)=0.537×106/(0.894×141×103)=4.26N/mm2≤[f]=205N/mm2
符合要求!
5、锚固段与楼板连接的计算
主梁外锚固点离建筑物距离b(mm)
100
压环钢筋直径d1(mm)
18
梁/楼板混凝土强度等级
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=0.284kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=0.569×103/(3.14×162)=0.707N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2
注:
[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》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
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度
符合要求!
五、三号主梁验算
1、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁材料规格
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
主梁材料抗弯强度设计值f(N/mm2)
205
主梁材料抗剪强度设计值τ(N/mm2)
125
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁允许挠度[ν](mm)
1/360
荷载标准值:
q'=gk=0.205kN/m
第一排立杆处:
P1'=F1'=8kN;
第二排立杆处:
P2'=F2'=8kN;
荷载设计值:
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第一排立杆处:
P1=F1=10.9kN;
第二排立杆处:
P2=F2=10.9kN;
计算简图如下:
1)抗弯验算
σ=Mmax/W=1.286×106/(141×103)=9.121N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2)抗剪验算
τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=6.697×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=7.914N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3)挠度验算
νmax=0.014mm≤[ν]=2l/360=2×1400/360=7.778mm
满足要求!
4)支座反力计算
R1=-1.114kN;
R2=7.958kN;
R3=9.37kN;
R4=6.077kN;
2、支撑杆件设置
支撑点号
支撑方式
材料类型
距主梁外锚固点水平距离(mm)
支撑件上下固定点的垂直距离n(mm)
支撑件上下固定点的水平距离m(mm)
是否参与计算
1
上拉
钢丝绳
800
3100
2200
是
2
下撑
槽钢
1200
3100
3100
是
3、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)
1400
钢丝绳直径(mm)
17
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
8
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)
15.19
钢丝绳绳夹数量n
3
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
12
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
主梁拉环直径d(mm)
20
焊缝厚度he(mm)
10
焊缝长度lw(mm)
100
角焊缝强度设计值ftw(N/mm2)
160
钢丝绳绳卡作法
上拉杆件角度计算:
α1=arctan(n1/m1)=arctan(3100/2200)=54.638°
上拉杆件支座力:
RS1=R3=9.37kN
主梁轴向力:
NSZ1=RS1/tanα1=9.37/tan(54.638°)=6.65kN
上拉杆件轴向力:
NS1=RS1/sinα1=9.37/sin(54.638°)=11.49kN
上拉杆件的最大轴向拉力:
NS=max[NS1]=11.49kN
查表得,钢丝绳破断拉力总和:
Fg=151.5kN
[Fg]=α×Fg/k=0.85×151.5/8=16.097kN≥NS=11.49kN
符合要求!
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×16.097/(2×15.19)=1个≤[n]=3个
符合要求!
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]/(π×de2/4)=16.097×103/(π×122/4)=142.329N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求!
拉环验算:
σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×16.097×103/(π×202)=25.619N/mm2≤[f]=65N/mm2
注:
[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》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
符合要求!
拉环详图(主梁为工字钢)
角焊缝验算:
σf=NS/(he×lw)=11.49×103/(10×100)=11.49N/mm2≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求!
4、下撑杆件验算
下撑杆材料类型
槽钢
下撑杆截面类型
5号槽钢
下撑杆截面积A(cm2)
6.93
下撑杆截面惯性矩I(cm4)
26
下撑杆截面抵抗矩W(cm3)
10.4
下撑杆材料抗压强度设计值f(N/mm2)
205
下撑杆弹性模量E(N/mm2)
206000
下撑杆件截面回转半径i(cm)
1.94
对接焊缝抗压强度设计值fcw(N/mm)
185
下撑杆件角度计算:
α1=arctan(n1/m1)=arctan(3100/3100)=45°
下撑杆件支座力:
RX1=R4=6.077kN
主梁轴向力:
NXZ1=RX1/tanα1=6.077/tan(45°)=6.077kN
下撑杆件轴向力:
NX1=RX1/sinα1=6.077/sin(45°)=8.594kN
下撑杆件的最大轴向压力:
NX=max[NX1]=8.594kN
下撑杆长度:
L1=(m12+n12)0.5=(31002+31002)0.5=4384.062
下撑杆长细比:
λ1=L1/i=4384.062/19.4=225.983
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得,φ1=0.166
轴心受压稳定性计算:
σ1=NX1/(φ1A)=8594/(0.166×693)=74.706N/mm2≤f=205N/mm2
符合要求!
对接焊缝验算:
σ=NX/(lwt)=8.594×103/A=8.594×103/693=12.401N/mm2≤fcw=185N/mm2
符合要求!
5、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=Nsz1-(Nxz1)=0.573kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=1.286×106/(1.05×141000)+0.573/2610=8.686N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
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《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得,φb=2.8
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到φb值为0.969。
σ=Mmax/(φbWx)=1.286×106/(0.969×141×103)=9.412N/mm2≤[f]=205N/mm2
符合要求!
6、锚固段与楼板连接的计算
主梁外锚固点离建筑物距离b(mm)
100
压环钢筋直径d1(mm)
18
梁/楼板混凝土强度等级
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力:
N/2=0.557kN
压环钢筋验算:
σ=N/(4A)=N/πd2=1.114×103/(3.14×162)=1.385N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2
注:
[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》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
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度
符合要求!
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