盘扣式脚手架计算书.docx
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盘扣式脚手架计算书.docx
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盘扣式脚手架计算书
盘扣式脚手架计算书
计算依据:
1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
2、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
5、《钢结构设计标准》GB50017-2017
一、脚手架参数
脚手架安全等级
II级
结构重要性系数γ0
1
立杆纵向间距la(m)
1.5
立杆步距h(m)
1.5
顶部防护栏杆高h1(m)
1.2
纵横向扫地杆距立杆底距离h2(mm)
200
架体离地高度(m)
1.8
脚手架搭设排数
2
立杆排号
立杆依次横距lb(m)
立杆搭设高度Hs(m)
1
0.15
25
2
0.9
25
二、荷载设计
脚手板类型
木脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.35
脚手板铺设方式
3步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)
0.01
挡脚板类型
竹串片脚手板挡板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
挡脚板铺设方式
3步1设
装修脚手架作业层数nzj
2
装修脚手架荷载标准值Qkzj(kN/m2)
2
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、立杆稳定性)
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
0.511,0.511
风荷载高度变化系数μz(连墙件、立杆稳定性)
1.705,1.705
风荷载体型系数μs
1
搭设示意图
盘扣式脚手架剖面图
盘扣式脚手架立面图
盘扣式脚手架平面图
三、横向横杆验算
纵横向水平杆钢管类型
Φ48×2.5
纵横向水平杆钢管每米自重m2(kN/m)
0.028
横向横杆抗弯强度设计值(f)(N/mm2)
205
横向横杆截面惯性矩I(mm4)
92800
横向横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横向横杆截面抵抗矩W(mm3)
3860
承载力使用极限状态
q=1.2×(m2+Gkjb×la/(njg+1))+1.4×Qkzj×la/(njg+1)=1.2×(0.028+0.35×1.500/(2+1))+1.4×2.0×1.500/(2+1)=1.644kN/m
正常使用极限状态
q'=(m2+Gkjb×la/(njg+1))=(0.028+0.35×1.500/(2+1))=0.203kN/m
计算简图如下
1、抗弯验算
Mmax=qlb2/8=1.644×0.9002/8=0.166kN·m
σ=γ0Mmax/W=1×0.166×106/3860=43.113N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求。
2、挠度验算
Vmax=5q'lb4/(384EI)=5×0.203×9004/(384×206000×92800)=0.091mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm
满足要求。
3、横向横杆传递给纵向水平杆的集中力
承载力使用极限状态
R1=1.644×0.900/2=0.740kN
正常使用极限状态
R1'=0.203×0.900/2=0.091kN
四、间横杆验算
单跨间横杆根数njg
2
间横杆钢管类型
Φ48×2.5
间横杆钢管每米自重m3(kN/m)
0.028
间横杆抗弯强度设计值(f)(N/mm2)
205
间横杆截面惯性矩I(mm4)
92800
间横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
间横杆截面抵抗矩W(mm3)
3860
承载力使用极限状态
q=1.2×(m3+Gkjb×la/(njg+1))+1.4×Qkzj×la/(njg+1)=1.2×(0.028+0.35×1.500/(2+1))+1.4×2.0×1.500/(2+1)=1.644kN/m
正常使用极限状态
q'=(m3+Gkjb×la/(njg+1))=(0.028+0.35×1.500/(2+1))=0.203kN/m
计算简图如下
1、抗弯验算
Mmax=qlb2/8=1.644×0.9002/8=0.166kN·m
σ=γ0Mmax/W=1×0.166×106/3860=43.113N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求。
2、挠度验算
Vmax=5q'lb4/(384EI)=5×0.203×9004/(384×206000×92800)=0.091mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm
满足要求。
3、间横杆传递给纵向水平杆的集中力
承载力使用极限状态
F1=1.644×0.900/2=0.740kN
正常使用极限状态
F1'=0.203×0.900/2=0.091kN
五、纵向横杆验算
单跨间横杆根数njg
2
纵横向水平杆钢管类型
Φ48×2.5
纵横向水平杆钢管每米自重m2(kN/m)
0.028
纵向横杆抗弯强度设计值(f)(N/mm2)
205
纵向横杆截面惯性矩I(mm4)
92800
纵向横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
纵向横杆截面抵抗矩W(mm3)
3860
承载力使用极限状态
由上节可知F1=0.740kN
q=1.2×m2=0.034kN/m
正常使用极限状态
F1'=0.091kN
q=m2=0.028kN/m
计算简图如下
1、抗弯验算
σ=γ0Mmax/W=1×0.380×106/3860=98.3N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求。
2、挠度验算
Vmax=0.667mm≤[v]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10
满足要求。
3、支座反力验算
R端部=0.766kN
4、盘扣节点连接盘的抗剪承载力验算
FR=γ0(2R端部+R1)=1×(2×0.766+0.740)=2.3kN≤[Qb]=40kN
满足要求。
六、荷载计算
立杆钢管类型
Ф48×3.2
立杆每米自重m1(kN/m)
0.035
纵横向水平杆钢管类型
Φ48×2.5
纵横向水平杆钢管每米自重m2(kN/m)
0.028
外斜杆材料形式
钢管扣件
外斜杆每米自重m4(kN/m)
0.028
外斜杆布置
5跨4设
外斜杆钢管截面类型
Φ48×2.5
水平斜杆钢管类型
Φ48×2.5
水平斜杆每米自重m5(kN/m)
0.068
水平斜杆布置
2跨1设
单立杆静荷载计算
1、结构自重标准值NG1k
(1)、立杆的自重标准值NG1k1
立杆1:
NG1k1=Hs1×m1=25×0.035=0.885kN
立杆2:
NG1k1=Hs2×m1=25×0.035=0.885kN
(2)、纵向横杆的自重标准值NG1k2
立杆1:
步数n1=(Hs1-h1-h2)/h=(25-1.2-0.2)/1.5=16
NG1k2=m2×la×(n1+1)=0.028×1.5×(16+1)=0.714kN
立杆2:
步数n2=(Hs2-h1-h2)/h=(25-1.2-0.2)/1.5=16
NG1k2=m2×la×(n2+1)=0.028×1.5×(16+1)=0.714kN
(3)、横向横杆的自重标准值NG1k3
立杆1:
NG1k3=0.028×0.900/2=0.013kN
立杆2:
NG1k3=0.028×0.900/2=0.013kN
(4)、外斜杆的自重标准值NG1k4
立杆2:
NG1k4=n2×h×m4/(5×sin(arctan5h/(4la)))=16×1.5×0.028/(5×sin(arctan5×1.5/(4×1.5)))=0.172kN
4/5表示钢管扣件外斜杆5步4跨
(5)、水平斜杆的自重标准值NG1k5
立杆1:
NG1k5=(n1+1)×m5×(0.92+1.52)0.5×1/2=(16+1)×0.068×(0.92+1.52)0.5×1/2=1.011kN
立杆2:
NG1k5=(n2+1)×m5×(0.92+1.52)0.5×1/2=(16+1)×0.068×(0.92+1.52)0.5×1/2=1.011kN
1/2表示水平斜杆2跨1设
(6)、间横杆的自重标准值NG1k6
立杆1:
NG1k6=0.028×0.900/2=0.013kN
立杆2:
NG1k6=0.028×0.900/2=0.013kN
结构自重标准值NG1k总计
立杆1:
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k5+NG1k6=0.885+0.714+0.013+1.011+0.013=2.635kN
立杆2:
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k4+NG1k5+NG1k6=0.885+0.714+0.013+0.172+1.011+0.013=2.807kN
2、构配件自重标准值NG2k
(1)、脚手板的自重标准值NG2k1
立杆1:
NG2k1=(n1+1)×la×0.9×Gkjb×1/3/2=(16+1)×1.500×0.9×0.350×1/3/2=1.339kN
立杆2:
NG2k1=(n2+1)×la×0.9×Gkjb×1/3/2=(16+1)×1.500×0.9×0.350×1/3/2=1.339kN
1/3表示脚手板3步1设
(2)、栏杆挡脚板的自重标准值NG2k2
立杆2:
NG2k2=(n2+1)×la×Gkdb×1/3=(16+1)×1.500×0.17×1/3=1.445kN
1/3表示挡脚板3步1设
(3)、围护材料的自重标准值NG2k3
立杆2:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.500×25.0=0.375kN
构配件自重标准值NG2k总计
立杆1:
NG2k=NG2k1=1.339kN
立杆2:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.339+1.445+0.375=3.159kN
单立杆施工活荷载计算
立杆1:
NQ1k=la×0.9×(nzj×Qkzj)/2=1.500×0.9×(2×2)/2=2.700kN
立杆2:
NQ1k=la×0.9×(nzj×Qkzj)/2=1.500×0.9×(2×2)/2=2.700kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
立杆1:
N1=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.635+1.339)+1.4×2.70=8.549kN
立杆2:
N2=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.807+3.159)+1.4×2.70=10.939kN
立杆最大轴力设计值N=max(N1,N2)=max(8.549,10.939)=10.939kN
七、立杆稳定性验算
立杆钢管类型
Ф48×3.2
立杆每米自重ml(kN)
0.035
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4730
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
300
立杆截面面积A(mm2)
450
连墙件布置方式
两步两跨
立杆计算长度系数μ
1.45
1、立杆长细比验算
l0=μ×h=1.45×1.5=2.175m
长细比λ=l0/i=2.175×1000/15.9=136.792≤210
查表得,φ=0.276
满足要求
2、立杆稳定性验算
Mwd=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.6×1.4×(0.05×0.6×0.511×1.5×32)=0.174kN·m
σ=γ0[N/(φA)+Mwd/W]=1×[10939.38/(0.276×450.00)+0.174×106/4730]=124.832N/mm2≤[f]=300N/mm2
满足要求!
3、立杆底部轴力标准值计算
立杆1:
恒载标准值FG1=3.974kN,活载标准值FQ1=2.7kN
立杆2:
恒载标准值FG2=5.966kN,活载标准值FQ2=2.7kN
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件计算长度l0(mm)
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Φ48×3.5
连墙件截面面积Ac(mm2)
489
连墙件截面回转半径i(mm)
15.8
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
扣件抗滑移折减系数
0.85
扣件连接方式
双扣件
Nlw=1.4×ωk×Ll×Hl=1.4ωk2h2la=1.4×0.511×2×1.5×2×1.5=6.44kN
长细比λ=l0/i=600/15.8=37.975,查《规范》JGJ231-2010表D得,φ=0.896
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0,取3kN。
(Nlw+N0)/(φAc)=(6.439+3)×103/(0.896×489)=21.543N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205=174.25N/mm2
满足要求!
扣件抗滑承载力验算:
Nlw+N0=6.439+3=9.439kN≤0.85×12=10.2kN
满足要求!
九、可调底座承载力验算
可调托座承载力容许值[N](kN)
180
由立杆稳定性一节可知可调底座最大受力:
Rmax=1×N=10.939kN≤[N]=180kN
满足要求!
十、立杆地基承载力验算
地基土类型
素填土
地基承载力特征值fg(kPa)
160
垫板底面积A(m2)
0.25
地基承载力调整系数Kc
0.4
立杆底垫板平均压力P=N/(kcA)=10.939/(0.4×0.25)=109.394kPa≤γufg=1.254×160=200.64kPa
满足要求
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