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文檔簡介
1、中廳滿堂腳手架計(jì)算書及構(gòu)造要求高支撐架的計(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)等規(guī)范編制。一、參數(shù)信息1.滿堂支撐架計(jì)算參數(shù)橫向間距或排距 (m):1.50;縱距 (m):1.50;步距 (m):1.80;立桿上端伸出至支撐點(diǎn)長度(m):0.10;支架搭設(shè)高度 (m):26.00;采用的鋼管 (mm):483.0;板底支撐連接方式 :鋼管支撐;立桿承重連接方式 :雙扣件,考慮扣件的保養(yǎng)情況,扣件抗滑承載力系數(shù):0.80;板底鋼管的間隔距離 (mm):300.00;2.
2、荷載參數(shù)鋪板自重 (kN/m 2):0.300;材料堆載考慮 (kN/m 2):0.500;施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m 2):1.000;3.材料參數(shù)面板采用膠合面板,厚度為18mm;板底支撐采用鋼管;面板彈性模量 E(N/mm 2):9500;面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (N/mm 2):13;4.計(jì)算參數(shù)圖1滿堂支撐架立面簡圖圖2滿堂支撐架荷載計(jì)算單元二、鋪板面板計(jì)算鋪板面板為受彎構(gòu)件 ,按三跨連續(xù)梁對面板進(jìn)行驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度鋪板面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩 W分別為:W = 150 1.82/6 = 81 cm3;I = 150 1.83/12 = 72.9 cm4;鋪板面板的按照三跨
3、連續(xù)梁計(jì)算。面板計(jì)算簡圖1、荷載計(jì)算(1)靜荷載為部分材料堆載的自重(kN/m) :q1 = 0.5 1.5+0.3 1.5 = 1.2 kN/m;(2)活荷載為施工人員及少量設(shè)備荷載(kN/m) :q2 = 1 1.5= 1.5 kN/m;2、強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算公式如下 :M=0.1ql 2其中: q=1.2 1.2+1.4 1.5= 3.54kN/m最大彎矩 M=0.13.54 3002;= 31860 N m面板最大應(yīng)力計(jì)算值2 =M/W= 31860/81000 = 0.393 N/mm;面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=13 N/mm 2;面板的最大應(yīng)力計(jì)算值為0.393 N/mm2 小于面板的抗彎
4、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 13 N/mm2,滿足要求 !3、撓度計(jì)算撓度計(jì)算公式為4 =0.677ql/(100EI) =l/250其中 q =q1=1.2kN/m面板最大撓度計(jì)算值4 4; = 0.677 1.2 300/(1009500 72.9 10 )=0.01 mm面板最大允許撓度 =300/ 250=1.2 mm;面板的最大撓度計(jì)算值0.01 mm 小于 面板的最大允許撓度1.2 mm,滿足要求 !三、縱向支撐鋼管的計(jì)算縱向鋼管按照均布荷載下連續(xù)梁計(jì)算,截面力學(xué)參數(shù)為截面抵抗矩w=4.49cm341.荷載的計(jì)算(1)靜荷載為鋼筋混凝土樓板和模板面板的自重(kN/m) :q1= 25 0.3 0.
5、02+0.3 0.3 = 0.24 kN/m;(2)活荷載為施工人員及設(shè)備荷載(kN) :q2 = (1 + 2) 0.3= 0.9 kN/m;2.鋼管強(qiáng)度驗(yàn)算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩。最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和,計(jì)算公式如下:最大彎矩計(jì)算公式如下:M max =-0.10q1l2-0.117q2l2靜荷載: q1=1;1.2 q= 1.2 0.24 = 0.288 kN/m活荷載: q;2= 1.4 0.9 = 1.26 kN/m最大彎矩 M max2;= (0.1 0.288+0.117 1.26 )1.5= 0.396 kN m最大支座力計(jì)
6、算公式如下 :N=1.1q1l+1.2q2l最大支座力 N = ( 1.10.288 + 1.2 1.26) 1.5 = 2.743 kN ;鋼管的最大應(yīng)力計(jì)算值62= M/W= 0.396 10;/4490 = 88.306 N/mm鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205.0 N/mm 2;縱向鋼最大應(yīng)力計(jì)算值為88.306 N/mm2小于 縱向鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205.0N/mm 2,滿足要求!3.撓度計(jì)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(jì)算公式如下 :4max=0.677q1l /(100EI)靜荷載 q1 = 0.24 kN/m;三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 = 0.67
7、744 0.24 /(1500100 20600010.7810 ) =0.37 mm;支撐鋼管的最大撓度小于1500/150與10 mm,滿足要求 !四、橫向支撐鋼管計(jì)算支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算;集中荷載 P取縱向板底支撐傳遞力,P1.062kN;支撐鋼管計(jì)算簡圖支撐鋼管計(jì)算彎矩圖 (kN m)支撐鋼管計(jì)算變形圖 (mm)支撐鋼管計(jì)算剪力圖 (kN)最大彎矩M max = 0.765 kN m;最大變形V max = 5.409 mm ;最大支座力Qmax = 5.82 kN ;2最大應(yīng)力= 764703.716/4490 = 170.313 N/mm;支撐鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)
8、計(jì)值f=205 N/mm2;支撐鋼管的最大應(yīng)力計(jì)算值170.313 N/mm2小于 支撐鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205 N/mm2,滿足要求 !支撐鋼管的最大撓度為5.409mm 小于 1500/150與10 mm,滿足要求 !五、扣件抗滑移的計(jì)算按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范培訓(xùn)講座劉群主編,P96頁,雙扣件承載力設(shè)計(jì)值取 16.00kN,按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80,該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)雙扣件承載力取值為 12.80kN 。縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值R= 5.82 kN;R 12.80 kN,所以雙扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!六、滿堂支架立桿荷載設(shè)計(jì)值(軸力 )作
9、用于支架的荷載包括靜荷載和活荷載。1.靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容(1)腳手架的自重 (kN) :NG1 = 0.136 26 = 3.536 kN;鋼管的自重計(jì)算參照扣件式規(guī)范附錄A 。(2)木板的自重 (kN) :NG2 = 0.3 1.5 1.5 = 0.675 kN;(3)堆載材料自重 (kN) :NG3 = 0.5 1.5 1.5 = 1.125 kN;經(jīng)計(jì)算得到,靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG = NG1+NG2+NG3 = 5.336 kN;2.活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載經(jīng)計(jì)算得到,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ = (1+2 )1.51.5 = 6.75 kN;3.不考慮風(fēng)荷載時(shí) ,立桿的
10、軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算N = 1.2NG + 1.4NQ = 15.853 kN;七、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式: =N/( A)f其中N -立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值(kN): N = 15.853 kN;-軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比lo/i查表得到;i -計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm):i = 1.59 cm;A -立桿凈截面面積(cm2 ):A = 4.24 cm2;W -立桿凈截面模量(抵抗矩 )(cm3 ): W=4.49 cm3;-鋼管立桿最大應(yīng)力計(jì)算值(N/mm 2);f-鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:f =205 N/mm 2;L 0-計(jì)算長度(m);按下式計(jì)算 :l 0 =
11、h+2a = 1.8+0.1 2 =2 m;a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至木板支撐點(diǎn)的長度;a = 0.1 m;l 0/i = 2000 / 15.9 = 126 ;由長細(xì)比Lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.417 ;鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值;=15853.2/(0.417424) =66389. N/mm2;鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值2= 89.663 N/mm 小于 鋼管立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f = 205 N/mm 2,滿足要求!如果考慮到高支撐滿堂架的安全因素,建議按下式計(jì)算l 0= k1k2(h+2a)= 1.163 1.061 (1.8+0.1 2)= 2.46
12、8 m;k1- 計(jì)算長度附加系數(shù)按照表1取值 1.163;k2- 計(jì)算長度附加系數(shù), h+2a = 2 按照表 2取值 1.061 ;L o/i = 2467.886 / 15.9 = 155 ;由長細(xì)比 Lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.291 ;鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值2;=15853.2/(0.291 424) = 128.487 N/mm;鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值2= 128.487 N/mm 小于 鋼管立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f = 205 N/mm 2,滿足要求!承重架體與架體之間應(yīng)盡量利用連接件相連,不少于2步3跨,否則存在安全隱患。以上表參照杜榮軍 :扣件式鋼管
13、模板高支撐架設(shè)計(jì)和使用安全。八、立桿的地基承載力計(jì)算立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足下式的要求p f g地基承載力設(shè)計(jì)值 :f g = fgkkc = 120 1=120 kpa;其中,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值:f gk= 120 kpa ;腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù):kc = 1 ;立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力:p = N/A =15.853/0.25=63.413 kpa ;其中,上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值: N = 15.853 kN;基礎(chǔ)底面面積:A = 0.25 m2 。p=63.413 f g=120 kpa 。地基承載力滿足要求!九、高支撐滿堂架的構(gòu)造和施工要求除了要遵守扣件架規(guī)范的相關(guān)要求
14、外,還要考慮以下內(nèi)容1.高支撐架的構(gòu)造要求a高支撐滿堂架可以根據(jù)設(shè)計(jì)荷載采用單立桿或雙立桿,本工程下部 6m范圍采用雙立桿;b.立桿之間必須按步距滿設(shè)雙向水平桿,確保兩方向足夠的設(shè)計(jì)剛度;2.立桿步距的設(shè)計(jì)a.當(dāng)架體構(gòu)造荷載在立桿不同高度軸力變化不大時(shí),可以采用等步距設(shè)置;b.當(dāng)中部有加強(qiáng)層或支架很高, 軸力沿高度分布變化較大, 可采用下小上大的變步距設(shè)置,但變化不要過多;3.整體性構(gòu)造層的設(shè)計(jì)a.當(dāng)支撐架高度 20m或橫向高寬比 6時(shí),需要設(shè)置整體性單或雙水平加強(qiáng)層;b.單水平加強(qiáng)層可以每 4-6米沿水平結(jié)構(gòu)層設(shè)置水平斜桿或剪刀撐, 且須與立桿連接,設(shè)置斜桿層數(shù)要大于水平框格總數(shù)的1/3;c
15、.雙水平加強(qiáng)層在支撐架的頂部和中部每隔10-15m設(shè)置,四周和中部每 10-15m設(shè)豎向斜桿,使其具有較大剛度和變形約束的空間結(jié)構(gòu)層;d.在任何情況下,高支撐架的頂部和底部(掃地桿的設(shè)置層 )必須設(shè)水平加強(qiáng)層。e.滿堂架體與周邊腳手架連成整體,采用扣件連接。4.剪刀撐的設(shè)計(jì)a.沿支架四周外立面應(yīng)滿足立面滿設(shè)剪刀撐;b.中部可根據(jù)需要并依構(gòu)架框格的大小,每隔10-15m設(shè)置。5.頂部支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì)a.最好在立桿頂部設(shè)置支托板,其距離支架頂層橫桿的高度不宜大于400mm;b.頂部支撐點(diǎn)位于頂層橫桿時(shí),應(yīng)靠近立桿,且不宜大于200mm;c.支撐橫桿與立桿的連接扣件應(yīng)進(jìn)行抗滑驗(yàn)算,當(dāng)設(shè)計(jì)荷載 N12kN時(shí),可用雙扣件;大于 12kN時(shí)應(yīng)用頂托方式。6.支撐架搭設(shè)的要求a.嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸搭設(shè),立桿和水平桿的接頭均應(yīng)錯(cuò)開在不同的框格層中設(shè)置;b.確保立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差小于扣件架規(guī)范的要求;c.確保每個(gè)扣件和鋼管的質(zhì)量是滿足要求的,每個(gè)扣件的擰緊力矩都要控制在45-60N.m,鋼管不能選用已經(jīng)長期使用發(fā)生變形的;d.地基支座的設(shè)計(jì)要滿足承載力的要求。7.施工使用的要求a.精心設(shè)計(jì)施工方案, 確保滿堂支架施工過程中均衡受載,最好采用由中部向兩邊擴(kuò)展的施工方式;b.嚴(yán)格控制實(shí)際施工荷載不超過設(shè)
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