科技大樓聯(lián)梁型鋼懸挑腳手架施工方案計算書(共20頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上科技大樓聯(lián)梁型鋼懸挑腳手架施工方案計算書品茗軟件大廈工程； 工程建設地點:杭州市文二路教工路口；屬于結(jié)構(gòu)； 地上0層； 地下0層；建筑高度：0m；標準層層高：0m ；總建筑面積：0平方米；總工期：0天。本工程由某某房開公司投資建設，某某設計院設計，某某勘察單位地質(zhì)勘察，某某監(jiān)理公司監(jiān)理，某某施工單位組織施工；由章某某擔任項目經(jīng)理，李某某擔任技術(shù)負責人。型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的計算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范(GB 50017-2003)、建筑施工安全檢查評分標準(J

2、GJ59-99)、建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范(JGJ80-91) 以及本工程的施工圖紙。 一、參數(shù)信息1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設高度為 24 m，立桿采用單立桿；搭設尺寸為：立桿的縱距為 1.5m，立桿的橫距為1.05m，立桿的步距為1.8 m；內(nèi)排架距離墻長度為0.25 m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；腳手架沿墻縱向長度為 150.00 m；采用的鋼管類型為 48×3.2； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件布置取兩步兩跨，豎向間距 3.6 m，水平間距3 m，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):3.000；腳手

3、架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；同時施工層數(shù):2 層；3.風荷載參數(shù)本工程地處云南昆明市，基本風壓0.27 kN/m2；風荷載高度變化系數(shù)z，計算連墻件強度時取0.92，計算立桿穩(wěn)定性時取0.74，風荷載體型系數(shù)s 為0.214；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標準值(kN/m):0.1248；腳手板自重標準值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.140；安全設施與安全網(wǎng)自重標準值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設層數(shù):13 層；腳手板類別:沖壓鋼腳手板；欄桿擋板類別:木腳手板擋板；5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16號工字鋼，其中建筑物外懸挑段長度1.5m，建筑

4、物內(nèi)錨固段長度 2.3 m。懸挑水平鋼梁上面的聯(lián)梁采用 12.6號槽鋼槽口水平。錨固壓點螺栓直徑(mm):12.00；樓板混凝土標號:C35；主梁間距相當于立桿間距的倍數(shù):2倍；6.拉繩與支桿參數(shù)支撐數(shù)量為:1； 鋼絲繩安全系數(shù)為:3.500；鋼絲繩與墻距離為(m):3.300；懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)，最里面面鋼絲繩距離建筑物 0.8 m。 二、大橫桿的計算按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)第5.2.4條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載

5、值計算大橫桿的自重標準值:P1=0.035 kN/m ；腳手板的自重標準值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷載標準值: Q=3×1.05/(2+1)=1.05 kN/m；靜荷載的設計值: q1=1.2×0.035+1.2×0.105=0.168 kN/m；活荷載的設計值: q2=1.4×1.05=1.47 kN/m； 圖1 大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤嬎愎饺缦? M1max =

6、 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1max=0.08×0.168×1.52+0.10×1.47×1.52 =0.361 kN·m；支座最大彎距計算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.168×1.52-0.117×1.47×1.52 =-0.425 kN·m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算： =Max(0.361×106,0.425×106)/4730=89.85

7、2 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應力為 = 89.852 N/mm2 小于 大橫桿的抗彎強度設計值 f=205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：靜荷載標準值: q1= P1+P2=0.035+0.105=0.14 kN/m； 活荷載標準值: q2= Q =1.05 kN/m； 最大撓度計算值為： = 0.677×0.14×15004/(100×2.06×105×)+0.990×1.05×

8、15004/(100×2.06×105×) = 2.454 mm；大橫桿的最大撓度 2.454 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500/150 mm與10 mm，滿足要求！ 三、小橫桿的計算根據(jù)JGJ130-2001第5.2.4條規(guī)定，小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計算大橫桿的自重標準值：p1= 0.035×1.5 = 0.053 kN；腳手板的自重標準值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=

9、0.158 kN；活荷載標準值：Q=3×1.05×1.5/(2+1) =1.575 kN；集中荷載的設計值: P=1.2×(0.053+0.158)+1.4 ×1.575 = 2.458 kN； 小橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎矩和；均布荷載最大彎矩計算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.2×0.035×1.052/8 = 0.006 kN·m；集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.458×1.0

10、5/3 = 0.86 kN·m ；最大彎矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.866 kN·m；最大應力計算值 = M / W = 0.866×106/4730=183.099 N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應力 =183.099 N/mm2 小于 小橫桿的抗彎強度設計值 205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和；小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=5×0.035×10504/(384×2.06&

11、#215;105×) = 0.024 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.053+0.158+1.575 = 1.786 kN；集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1785.6×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×) = 3.135 mm；最大撓度和 = qmax + pmax = 0.024+3.135 = 3.159 mm；小橫桿的最大撓度為 3.159 m

12、m 小于 小橫桿的最大容許撓度 1050/150=7與10 mm,滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計算按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設計值,取8.00 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；大橫桿的自重標準值: P1 = 0.035×1.5×2/2=0.053 kN；小橫桿的自重標準值: P2 = 0.035×1.05/

13、2=0.019 kN；腳手板的自重標準值: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN；活荷載標準值: Q = 3×1.05×1.5 /2 = 2.362 kN；荷載的設計值: R=1.2×(0.053+0.019+0.236)+1.4×2.362=3.677 kN；R < 8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載的計算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標準值，為0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.5

14、0×2/2)×0.035/1.80×24.00 = 3.703kN；(2)腳手板的自重標準值；采用沖壓鋼腳手板，標準值為0.3kN/m2 NG2= 0.3×13×1.5×(1.05+0.2)/2 = 3.802 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值；采用木腳手板擋板，標準值為0.14kN/m NG3 = 0.14×13×1.5/2 = 1.365 kN；(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng):0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.5×24 = 0.18 kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值

15、 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 9.051 kN；活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標準值 NQ = 3×1.05×1.5×2/2 = 4.725 kN；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×9.051+ 0.85×1.4×4.725= 16.484 kN；不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×9.051+1.4×4.725

16、=17.476kN；六、立桿的穩(wěn)定性計算風荷載標準值按照以下公式計算 Wk=0.7z·s·0其中 0 - 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：0 = 0.27 kN/m2； z - 風荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：z= 0.74； s - 風荷載體型系數(shù)：取值為0.214；經(jīng)計算得到，風荷載標準值為: Wk = 0.7 ×0.27×0.74×0.214 = 0.03 kN/m2；風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為: Mw = 0.85 ×

17、;1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.03×1.5×1.82/10 = 0.017 kN·m；考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 = N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設計值 ：N = 16.484 kN；不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 = N/(A) f立桿的軸心壓力設計值 ：N = N'= 17.476kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.59 cm；計算長度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；計算長度系數(shù)參照建筑施

18、工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長細比: L0/i = 196 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.188立桿凈截面面積 ： A = 4.5 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.73 cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值 ：f =205 N/mm2；考慮風荷載時 = 16483.59/(0.188×450)+17309.739/4730 = 198.501 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 198.501 N/mm2

19、小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！不考慮風荷載時 = 17475.84/(0.188×450)=206.57 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 206.57 N/mm2 大于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，不滿足要求！建議減少腳手架"縱距"或"橫距"，或降低腳手架搭設高度。七、連墻件的計算連墻件的軸向力設計值應按照下式計算：Nl = Nlw + N0連墻件風荷載標準值按腳手架頂部高度計算z0.92，s0.214，00.27，Wk = 0.7z·s·0=0.7 ×0.

20、92×0.214×0.27 = 0.037 kN/m2；每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風面積 Aw = 10.8 m2；按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN；風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設計值(kN)，按照下式計算：Nlw = 1.4×Wk×Aw = 0.563 kN；連墻件的軸向力設計值 Nl = Nlw + N0= 5.563 kN；連墻件承載力設計值按下式計算：Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；

21、由長細比 l/i = 250/15.9的結(jié)果查表得到 =0.958，l為內(nèi)排架距離墻的長度； A = 4.5 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設計值為 Nf = 0.958×4.5×10-4×205×103 = 88.376 kN；Nl = 5.563 < Nf = 88.376,連墻件的設計計算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計算得到 Nl = 5.563小于雙扣件的抗滑力 12 kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖八、聯(lián)梁的計算按照集中荷載作用下的簡支梁計算集中荷載P傳遞力，P = 17.476 kN；計算簡圖如下

22、 支撐按照簡支梁的計算公式 RA = RB = (n-1)/2P + P 其中 n= 2；經(jīng)過簡支梁的計算得到:支座反力(考慮到支撐的自重) RA = RB = ( 2 -1)/2×17.476+17.476+3×0.148 /2= 26.435 kN;通過聯(lián)梁傳遞到支座的最大力為(考慮到支撐的自重) 2×17.476 + 3×0.148 = 35.395 kN;最大彎矩(考慮到支撐的自重) Mmax= 2 /8×17.476×3+0.148×3×3 /8= 13.273 kN·m;最大應力 = 13.2

23、73×106 / 62137 = 213.611 N/mm2;水平支撐梁的最大應力計算值 213.611 大于 205.0N/mm2,不滿足要求!建議減少主梁間距或加大聯(lián)梁尺寸。九、水平型鋼梁的受力計算懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。懸臂部分受腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。 本方案中，腳手架排距為1050mm，內(nèi)排腳手架距離墻體250mm，支拉斜桿的支點距離墻體為 800mm，水平支撐梁的截面慣性矩I = 1130 cm4，截面抵抗矩W = 141 cm3，截面積A = 26.1 cm2。根據(jù)前面計算結(jié)果，受腳手架作用的聯(lián)梁傳遞集中力(即傳遞到支

24、座的最大力) N=35.395 kN；水平鋼梁自重荷載 q=1.2×26.1×0.0001×78.5 = 0.246 kN/m；漸近法計算型鋼受力（該部分僅供參考），因為最外層鋼絲繩的鋼絲繩變形最大，所以受力也最大，將最外層鋼絲繩按照變形求出受力。如果同一型鋼上還有其他鋼絲繩，則其變形較小，依舊看作是鉸支座。1、將鋼絲繩看做支點，通過連續(xù)梁求出該點的支座反力。 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN·m) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)鋼絲繩作為支座產(chǎn)生的支座反力為：R1 =

25、 69.948 kN； 2.當把鋼絲繩看作支座時，該支座沒有位移，此時鋼絲繩受力最大，為R1 = 69.948 kN，如果將鋼絲繩的支座反力看作一個反向作用在型鋼上的集中力Tmax，TmaxR1，在這個集中力作用下，該點沒有位移。實際情況下，鋼絲繩作為柔性構(gòu)件，將會使型鋼產(chǎn)生變形，該點位移為0 , 0 =Tmax×(a2+b2)1/2/E×A =10.49>0，與實際不符。a為鋼絲繩豎向距離，b為外側(cè)鋼絲繩水平距離。下面將通過疊代循環(huán)求出鋼絲繩的實際受力與實際變形。通過反復循環(huán)，直到型鋼的變形i與細分力Ti作用下產(chǎn)生的變形相同i，則此時的力Ti即為鋼絲繩實際作用在型鋼

26、上的力。令反向力 T1=Tmax×0.5，求出型鋼變形19.936mm，鋼絲繩使型鋼變形1T1×(a2+b2)1/2/E×A5.245mm，1>1，繼續(xù)循環(huán)。令反向力 T9= Tmax×0.654，求出型鋼變形96.87mm，鋼絲繩使型鋼變形9T9×(a2+b2)1/2/E×A6.863mm，99。此時的力與變形平衡，T945.767kN即為鋼絲繩實際作用在型鋼上的支座反力。將T9帶入連續(xù)梁求出型鋼實際受力。如圖所示： 懸挑腳手架計算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN·

27、;m) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為：R1 = 33.72 kN； R2 = -7.762 kN。 最大彎矩 Mmax= 18.504 kN·m；最大應力 =M/1.05W+N/A= 18.504×106 /( 1.05 × )+ 19.416×103 / 2610 = 132.425 N/mm2；水平支撐梁的最大應力計算值 132.425 N/mm2 小于 水平支撐梁的抗壓強度設計值 215 N/mm2,滿足要求！十、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算水平鋼梁采用16號工字鋼,計算公式如下 = M/bWx f其中b - 均勻

28、彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)：查表鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范(GB50017-2003)得，b=1.3由于b大于0.6，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范(GB50017-2003)附表B，得到 b值為0.85。經(jīng)過計算得到最大應力 = 18.5×106 /( 0.853×141×1000 )=153.837 N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性驗算 =153.837 N/mm2 小于 f = 215 N/mm2 ,滿足要求!十一、拉繩的受力計算水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算 RAH = RUicosi其中RUicosi為鋼繩的 拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點的支撐力 RCi=

29、RUisini按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：RU1=47.093 kN；十二、拉繩的強度計算鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進行計算，為RU=47.093 kN 選擇6×19鋼絲繩,鋼絲繩公稱抗拉強度1550MPa，直徑15.5mm。 Fg = aFg/K其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN)； Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN)，查表得Fg138.5KN； - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8。0.85； K - 鋼絲繩使用安全系數(shù)。K

30、3.5。得到：Fg=33.636KN<Ru47.093KN。經(jīng)計算，選此型號鋼絲繩不能滿足要求。建議取6×19鋼絲繩，最小直徑為：18.5mm。鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強度計算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進行計算作為拉環(huán)的拉力N，為N=RU=47.093kN鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強度計算公式為 = N/A f其中 f 為拉環(huán)鋼筋抗拉強度，按混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范10.9.8 每個拉環(huán)按2個截面計算的吊環(huán)應力不應大于50N/mm2；所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)最小直徑 D=(47093×4/(3.142×50×2) 1/2 =24.5mm

31、；實際拉環(huán)選用直徑D=25mm 的HPB235的鋼筋制作即可。十三、錨固段與樓板連接的計算1.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，螺栓粘結(jié)力錨固強度計算如下螺栓未受拉力，無須計算，節(jié)點按構(gòu)造做法即可。2.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，混凝土局部承壓計算如下混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式:N (b2-d2/4)fcc其中 N - 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向壓力，N = 1.128kN； d - 樓板螺栓的直徑，d = 12mm； b - 樓板內(nèi)的螺栓錨板邊長，b=5×d=60mm； fcc - 混凝土的局部擠壓強度設計值，計算中取0.95fc=16.7N/mm2；(b2-d2/4

32、)fcc=(602-3.142×122/4)×16.7/1000=58.231kN>N=1.128kN經(jīng)過計算得到公式右邊等于58.23 kN，大于錨固力 N=1.13 kN ，樓板混凝土局部承壓計算滿足要求!十四、腳手架配件數(shù)量匡算扣件式鋼管腳手架的桿件配備數(shù)量需要一定的富余量，以適應構(gòu)架時變化需要，因此按匡算方式來計算；根據(jù)腳手架立桿數(shù)量按以下公式進行計算： L = 1.1·H·(n·(1+Hs/H)+la/h·n-2·la/h) + (H/h)-1取整·(m+2)·c N1 = 1.1·(H/2h + 1)·n N2 = 2.2·(H/h + 1)·n·(1+Hs/H) + (c/la+1)·(m+2)·K·2.2 N3 = L/li N4 = 0.3·L/li S = 1.1·(n-2)&