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、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、脚手架参数
脚手架设计类型 同时施工作业层数 脚手架搭设方式 脚手架架体高度H(m) 立杆步距h(m) 立杆横距lb(m) 内立杆离建筑物距离a(m) 装修脚手架 2 双排脚手架 24 1.8 1.05 0.2 脚手板设计荷载(kN/m) 卸荷设置 脚手架钢管类型 脚手架沿纵向搭设长度L(m) 立杆纵距或跨距la(m) 横向水平杆计算外伸长度a1(m) 双立杆计算方法 22 无 Ф48×3 50 1.5 0.15 不设置双立杆 二、荷载设计 脚手板类型 脚手板铺设方式
冲压钢脚手板 2步1设
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m) 密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m)
挡脚板类型 挡脚板铺设方式
冲压钢挡脚板 2步1设
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m) 0.16 每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
横向斜撑布置方式
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
2
2
0.3 0.01
0.129
5跨1设 2 半封闭 0.5
装修脚手架作业层数nzj 地区
基本风压ω0(kN/m)
2
2
福建厦门市 0.6
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆0.6,0.796 稳定性)
2风荷载标准值ωk(kN/m)(连墙件、单0.18,0.239 立杆稳定性) 计算简图:
立面图
侧面图
三、横向水平杆验算
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横向水平杆在上 205 206000 纵向水平杆上横向水平杆根数n 横杆截面惯性矩I(mm) 横杆截面抵抗矩W(mm) 342 107800 4490
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.033+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.033+0.3×1.5/(2+1))+1.4×2×1.5/(2+1)=1.62kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.033+0.3×1.5/(2+1))+2×1.5/(2+1)=1.183kN/m 计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8,qa12/2]=max[1.62×1.052/8,1.62×0.152/2]=0.223kN·m σ=Mmax/W=0.223×106/4490=49.722N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI),q'a14/(8EI)]=max[5×1.183×10504/(384×206000×107800),1.183×1504/(8×206000×107800)]=0.843mm
νmax=0.843mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[1050/150,10]=7mm 满足要求! 3、支座反力计算 承载能力极限状态
Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=1.62×(1.05+0.15)2/(2×1.05)=1.111kN 正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.183×(1.05+0.15)2/(2×1.05)=0.811kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.111kN q=1.2×0.033=0.04kN/m 正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.811kN q'=0.033kN/m
1、抗弯验算 计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.453×106/4490=100.93N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、挠度验算 计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=2.407mm≤[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=2.584kN
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: 横向水平杆:Rmax=1.111kN≤Rc=0.85×8=6.8kN 纵向水平杆:Rmax=2.584kN≤Rc=0.85×8=6.8kN 满足要求!
六、荷载计算
脚手架架体高度H 每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m) 24 0.129 脚手架钢管类型 Ф48×3 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+(lb+a1)×n/2×0.033/h)×H=(0.129+(1.05+0.15)×2/2×0.033/1.8)×24=3.629kN 单内立杆:NG1k=3.629kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1 单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/2/2=(24/1.8+1)×1.5×(1.05+0.15)×0.3×1/2/2=1.935kN 1/2表示脚手板2步1设 单内立杆:NG2k1=1.935kN 3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(24/1.8+1)×1.5×0.16×1/2=1.72kN 1/2表示挡脚板2步1设 4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×24=0.36kN 构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.935+1.72+0.36=4.015kN 单内立杆:NG2k=NG2k1=1.935kN 立杆施工活荷载计算
外立杆:NQ1k=la×(lb+a1)×(nzj×Gkzj)/2=1.5×(1.05+0.15)×(2×2)/2=3.6kN 内立杆:NQ1k=3.6kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
单外立杆:N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.629+4.015)+ 0.9×1.4×3.6=13.709kN
单内立杆:N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.629+1.935)+ 0.9×1.4×3.6=11.213kN
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
2
3
24 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)
2
1.5 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 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=3.118m 长细比λ=l0/i=3.118×103/15.9=196.132 查《规范》表A得,φ=0.188 满足要求! 2、立杆稳定性验算 不组合风荷载作用 单立杆的轴心压力设计值
N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(3.629+4.015)+1.4×3.6=14.213kN σ=N/(φA)=14212.56/(0.188×424)=178.299N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 组合风荷载作用 单立杆的轴心压力设计值
N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(3.629+4.015)+0.9×1.4×3.6=13.709kN Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.239×1.5×1.82/10=0.146kN·m σ=N/(φA)+
Mw/W=13708.56/(0.188×424)+146354.04/4490=204.572N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!
八、脚手架架体高度验算
不组合风荷载作用
Hs1=(φAf-(1.2NG2k+1.4NQ1k))×H/(1.2NG1k)=(0.188×424×205×10-3-(1.2×4.015+1.4×3.6))×24/(1.2×3.629)=35.731m 组合风荷载作用
Hs2=(φAf-(1.2NG2k+0.9×1.4×(NQ1k+Mwk
φA/W)))×H/(1.2NG1k)=(φAf-(1.2NG2k+0.9×1.4×NQ1k+Mw
φA/W))×H/(1.2NG1k)=(0.188×424×205×10-3-(1.2×4.015+0.9×1.4×3.6+0.146×1000×0.188×424/4490))×24/(1.2×3.629)=24.188m
Hs=24.188m>H=24m 满足要求!
九、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)
扣件连接 600
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) 扣件抗滑移折减系数
2
2
钢管 424 205 0.9
连墙件型号
连墙件截面回转半径i(mm) 连墙件与扣件连接方式
Ф48×3 15.9 单扣件
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.18×2×1.8×3×1.5=4.082kN
长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736,查《规范》表A.0.6得,φ=0.896 (Nlw+N0)/(φAc)=(4.082+3)×103/(0.896×424)=18.642N/mm2≤0.85 ×[f]=0.85 ×205N/mm2=174.25N/mm2 满足要求!
扣件抗滑承载力验算:
Nlw+N0=4.082+3=7.082kN≤0.9×8=7.2kN 满足要求!
十、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 1 地基承载力特征值fg(kPa) 垫板底面积A(m) 2140 0.25 单立杆的轴心压力标准值N=NG1k+NG2k+NQ1k=3.629+4.015+3.6=11.244kN 立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=11.244/(1×0.25)=44.975kPa≤fg=140kPa
满足要求!
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