懸挑腳手架計算

懸挑式扣件鋼管腳手架計算書鋼管腳手架地計算參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（JGJ130-2001）.計算地腳手架為雙排腳手架,搭設高度為18.60米,立桿采用單立管.搭設尺寸為：立桿地縱距1.20米,立桿地橫距1.05米,立桿地步距1.20米.采用地鋼管類型為Φ48×3.5,連墻件采用2步2跨,豎向間距2.4米,水平間距2.4米.施工均布荷載為3kN/m2,同時施工2層,腳手板共鋪設4層.懸挑水平鋼梁采用[16b號槽鋼[口水平,其中建筑物外懸挑段長度2.5米,建筑物內(nèi)錨固段長度1.5米.懸挑水平鋼梁下面采用支桿、上面采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié).最外面支點距離建筑物2m,支桿采用鋼管100.0×10.0mm,拉桿采用鋼管100.0×10.0mm.一、大橫桿地計算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿地上面.按照大橫桿上面地腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿地最大彎矩和變形.1.均布荷載值計算P=0.038kN/m大橫桿地自重標準值1腳手板地荷載標準值P2=0.15×1.05/3=0.053kN/m活荷載標準值Q=3×1.05/3=1.05kN/m靜荷載地計算值q1=1.2×0.038+1.2×0.053=0.109kN/m活荷載地計算值q2=1.4×1.05=1.47kN/m大橫桿計算荷載組合簡圖 (跨中最大彎矩和跨中最大撓度 )大橫桿計算荷載組合簡圖 (支座最大彎矩 )強度計算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下地彎矩跨中最大彎矩計算公式如下:跨中最大彎矩為M 1=(0.08 ×0.109+0.10 ×1.47)×1.202=0.224kN.m支座最大彎矩為M 2=-(0.10 ×0.109+0.117 ×1.47)×1.202=-0.263kN.m我們選擇支座彎矩和跨中彎矩地最大值進行強度驗算：=0.263×106/5080=51.772N/mm2大橫桿地計算強度小于 205.0N/mm2,滿足要求!撓度計算1/8最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下地撓度計算公式如下 :靜荷載標準值 q1=0.038+0.053=0.091kN/m活荷載標準值 q2=1.05kN/m三跨連續(xù)梁均布荷載作用下地最大撓度V=(0.677 ×0.091+0.990×1.05)×12004/(100×2.06×105×121900)=0.909mm大橫桿地最大撓度小于 1200/150與10mm,滿足要求!二、小橫桿地計算:小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算 ,大橫桿在小橫桿地上面 .用大橫桿支座地最大反力計算值 ,在最不利荷載布置下計算小橫桿地最大彎矩和變形 .1. 荷載值計算大橫桿地自重標準值 P1=0.038×1.20=0.046kN腳手板地荷載標準值 P2=0.15×1.05×1.20/3=0.063kN活荷載標準值 Q=3×1.05×1.20/3=1.26kN荷載地計算值 P=1.2×0.046+1.2×0.063+1.4×1.26=1.895kN小橫桿計算簡圖強度計算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載地計算值最不利分配地彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下 :集中荷載最大彎矩計算公式如下 :M=(1.2 ×0.038)×1.052/8+1.895×1.05/3=0.67kN.m小橫桿地計算強度小于 205.0N/mm2,滿足要求!撓度計算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載地計算值最不利分配地撓度和均布荷載最大撓度計算公式如下:集中荷載最大撓度計算公式如下 :小橫桿自重均布荷載引起地最大撓度V 1=5.0×0.038×10504/(384 ×2.060×105×121900)=0.024mm集中荷載標準值 P=0.046+0.063+1.26=1.369kN2/8集中荷載標準值最不利分配引起地最大撓度V 2=1369×1050×(3×1.052-4×1.052/9)/(72 ×2.06×105×121900)=2.24mm最大撓度和V=V 1+V2=2.264mm小橫桿地最大撓度小于 1050/150與10mm,滿足要求!三、扣件抗滑力地計算:縱向或橫向水平桿與立桿連接時 ,扣件地抗滑承載力按照下式計算 (規(guī)范5.2.5):≤Rc其中 Rc—— 扣件抗滑承載力設計值 ,取8.0kN；——縱向或橫向水平桿傳給立桿地豎向作用力設計值；荷載值計算橫桿地自重標準值 P1=0.038×1.05=0.04kN腳手板地荷載標準值 P2=0.15×1.05×1.20/2=0.095kN活荷載標準值 Q=3×1.05×1.20/2=1.89kN荷載地計算值 R=1.2×0.04+1.2×0.095+1.4×1.89=2.808kN單扣件抗滑承載力地設計計算滿足要求 !當直角扣件地擰緊力矩達40--65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN地荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN；雙扣件在20kN地荷載下會滑動 ,其抗滑承載力可取 12.0kN；四、腳手架荷載標準值:作用于腳手架地荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載 .靜荷載標準值包括以下內(nèi)容：(1) 每米立桿承受地結(jié)構(gòu)自重標準值 (kN/m)；本例為0.1489N G1=0.1489 ×18.60=2.77kN(2) 腳手板地自重標準值 (kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板 ,標準值為0.15N G2=0.15 ×4×1.20×(1.05+1.55)/2=0.936kN(3) 欄桿與擋腳手板自重標準值 (kN/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板 ,標準值為0.15N G3=0.15 ×1.20×4/2=0.36kN吊掛地安全設施荷載,包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.20×18.60=0.112kN經(jīng)計算得到,靜荷載標準值NG=N+N+N+N=4.178kN.G1G2G3G4活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生地軸向力總和,內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和地1/2取值.經(jīng)計算得到,活荷載標準值NQ=3×2×1.20×1.05/2=3.78kN風荷載標準值應按照以下公式計算W=0.35其中W0——基本風壓(kN/m2),按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)地規(guī)定采用：0Uz——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)地規(guī)定采用：Uz=1.25Us——風荷載體型系數(shù)：Us=1.2k2.經(jīng)計算得到,風荷載標準值W=0.7×0.35×1.25×1.2=0.368kN/m考慮風荷載時,立桿地軸向壓力設計值計算公式N=1.2NG+0.85×1.4NQ風荷載設計值產(chǎn)生地立桿段彎矩M計算公式WMWka2/10=0.85×1.4Wlh其中Wk——風荷載基本風壓值(kN/m2)；la——立桿地縱距(m)；3/8h —— 立桿地步距 (m).五、立桿地穩(wěn)定性計算:不考慮風荷載時 ,立桿地穩(wěn)定性計算公式其中N——立桿地軸心壓力設計值,N=10.31kN；——軸心受壓立桿地穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i地結(jié)果查表得到0.391；i——計算立桿地截面回轉(zhuǎn)半徑,i=1.58cm；l0——計算長度(m),由公式l0=kuh確定,l0=2.08m；k——計算長度附加系數(shù),取1.155；u——計算長度系數(shù),由腳手架地高度確定,u=1.5；A——立桿凈截面面積,A=4.89cm2；W——立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；——鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經(jīng)計算得到=53.923[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值,[f]=205.00N/mm2；不考慮風荷載時,立桿地穩(wěn)定性計算σ<[f],滿足要求!考慮風荷載時,立桿地穩(wěn)定性計算公式其中N——立桿地軸心壓力設計值,N=9.512kN；——軸心受壓立桿地穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i地結(jié)果查表得到0.391；i——計算立桿地截面回轉(zhuǎn)半徑,i=1.58cm；l0——計算長度(m),由公式l0=kuh確定,l0=2.08m；k——計算長度附加系數(shù),取1.155；u——計算長度系數(shù),由腳手架地高度確定；u=1.5A——立桿凈截面面積,A=4.89cm2；W—— 立桿凈截面模量 (抵抗矩),W=5.08cm3；MW—— 計算立桿段由風荷載設計值產(chǎn)生地彎矩 ,MW=0.076kN.m ；—— 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經(jīng)計算得到 =64.71[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值,[f]=205.00N/mm2；考慮風荷載時,立桿地穩(wěn)定性計算σ<[f],滿足要求!六、連墻件地計算:連墻件地軸向力計算值應按照下式計算：Nl=Nlw+No其中Nlw——風荷載產(chǎn)生地連墻件軸向力設計值(kN),應按照下式計算：Nlw=1.4×wk×Awwk——風荷載基本風壓值,wk=0.37kN/m2；Aw——每個連墻件地覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)地迎風面積,Aw=2.4×2.4=5.76m2；No——連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生地軸向力(kN)；N=5o經(jīng)計算得到Nlw=2.984kN,連墻件軸向力計算值Nl=7.984kN連墻件軸向力設計值Nf=A[f]其中——軸心受壓立桿地穩(wěn)定系數(shù),由長細比l/i=50/1.58地結(jié)果查表得到=0.915；A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2.N經(jīng)過計算得到Nf=91.72kN!f>N,連墻件地設計計算滿足要求l4/8連墻件采用扣件與墻體連接 .經(jīng)過計算得到 Nl=7.984kN 小于扣件地抗滑力 8kN,滿足要求!連墻件扣件連接示意圖七、懸挑梁地受力計算:懸挑腳手架地水平鋼梁按照帶懸臂地連續(xù)梁計算 .懸臂部分腳手架荷載 N地作用,里端B為與樓板地錨固點 ,A為墻支點.本工程中,腳手架排距為 1050mm,內(nèi)側(cè)腳手架距離墻體 500mm,支拉斜桿地支點距離墻體 =2000mm,水平支撐梁地截面慣性矩 I=935cm 4,截面抵抗矩W=117cm3,截面積A=25.16cm2.受腳手架集中荷載 P=1.2×4.178+1.4×3.78=9.85kN水平鋼梁自重荷載 q=1.2×25.16×0.0001×7.85×10=0.24kN/m懸挑腳手架示意圖9.85kN9.85kN0.24kN/mA50020001500B懸挑腳手架計算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁地計算得到5/89.719.642.02 1.660.120.21 0.510.35 10.47懸挑腳手架支撐梁剪力圖 (kN)2.7612.872懸挑腳手架支撐梁彎矩圖 (kN.m)0.580.625懸挑腳手架支撐梁變形圖 (mm)各支座對支撐梁地支撐反力由左至右分別為R1=9.83,R2=12.49,R3=-1.66最大彎矩 Mmax=2.872kN.m截面應力=M/1.05W+N/A=2.872×106/(1.05×117000)+0×1000/2516=23.38N/mm2水平支撐梁地計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!八、懸挑梁地整體穩(wěn)定性計算 :水平鋼梁采用 [16b號槽鋼[口水平,計算公式如下其中 b—— 均勻彎曲地受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù) ,按照下式計算：經(jīng)過計算得到 b=570×10×65×235/(2000 ×160×235.0)=1.16由于 b大于0.6, 按照《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》 (GB50017-2003)附錄B其值用 b'查表得到其值為0.827經(jīng)過計算得到強度 =2.872×106/(0.827 ×117000)=29.68N/mm2；水平鋼梁地穩(wěn)定性計算 <[f]=205, 滿足要求!九、拉桿與支桿地受力計算 :水平鋼梁地軸力 RAH和拉鋼繩地軸力 RUi、支桿地軸力 RDi按照下面計算其中RUicos i為鋼繩地拉力對水平桿產(chǎn)生地軸壓力；6/8RDicosi為支桿地頂力對水平桿產(chǎn)生地軸拉力.R=0時,水平鋼梁不受力.當R>0時,水平鋼梁受壓；當R<0時,水平鋼梁受拉；當AHAHAH各支點地支撐力RCi=Rsin+RsiniUiiDi且有RUicosi=RDicosi可以得到按照以上公式計算得到由左至右各桿件力分別為RU1=5.29kNRD1=5.29kN十、拉桿與支桿地強度計算:,分別為拉繩或拉桿地軸力R與支桿地軸力R我們均取最大值進行計算R=5.29kNRUD=5.29kNUD拉桿地強度計算：上面拉桿以鋼管100.0×10.0mm計算,斜拉桿地容許壓力按照下式計算：=N/A<[f]其中N——斜拉桿地軸心壓力設計值,N=5.29kN；A——斜拉桿凈截面面積,A=28.26cm2；——斜拉桿受拉強度計算值,經(jīng)計算得到結(jié)果是1.87N/mm2；[f]——斜拉桿抗拉強度設計值,f=215N/mm2；受拉斜桿地穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!斜撐桿地焊縫計算：斜撐桿采用焊接方式與墻體預埋件連接,對接焊縫強度計算公式如下其中N為斜撐桿地軸向力 ,N=5.29kN；l w為斜撐桿件地周長 ,取314.16mm；為斜撐桿地厚度,t=10m