某工程懸挑腳手架設(shè)計(jì)驗(yàn)算

懸挑腳手架設(shè)計(jì)驗(yàn)算一、本工程懸挑腳手架在四層樓面開始搭設(shè)，共分五段；每段高度為3.05m×6層=18.30m，驗(yàn)算高度取18.3m。懸挑鋼梁擬采用16#槽鋼，其鋼梁間距等同于立桿縱距1.5m，立桿橫桿0.80m，步距1.8m。鋼梁長3.0m，伸入樓板內(nèi)1.725m，樓板上埋設(shè)兩組φ16鋼筋套環(huán)（按一組計(jì)算），兩組套環(huán)間距0.3m；里面一組套環(huán)距伸入樓板內(nèi)鋼梁端0.10m。二、主要材料：φ48×3.5鋼管、扣件，HPB235級(jí)的16#槽鋼，HPB235級(jí)的φ16鋼筋套環(huán)，φ16鋼絲繩。三、驗(yàn)算方式：第一、驗(yàn)算懸挑鋼梁（16#槽鋼）時(shí)，鋼絲繩的承載力不予考慮，僅作為安全儲(chǔ)備；第二、驗(yàn)算鋼絲繩的承載力時(shí)，不計(jì)算鋼筋套環(huán)的強(qiáng)度。四、23.80m高架體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算已在落地式腳手架部份進(jìn)行了驗(yàn)算，這里從略。五、懸挑梁使用安全驗(yàn)算：1：荷載清理：①腳手架立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.1248×18.3=2.284KN②毛竹腳手片自重標(biāo)準(zhǔn)值（按六層計(jì)算）：0.35×1.5×0.40×6=1.26KN③安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值（按六層計(jì)算）：0.011×1.5×18.3=0.302KN④安全防護(hù)欄桿裝置（按六層計(jì)算）：0.14×1.5×6=1026KN⑤施工荷載（按兩層荷載計(jì)算）：1.5×0.40×3×2=3.60KN2：內(nèi)、外力桿軸向力設(shè)計(jì)值：eq\o\ac(○,1)、F內(nèi)=1.2NGK+1.4NQK=1.2×（2.284+0.35×1.5×0.7×6）+1.4×3×1.5×0.7×2=14.21KNeq\o\ac(○,2)、F外=1.2NGK+1.4NQK=1.2×（2.284+1.26+0.302+1.26）+1.4×3.60=11.17KN360036003：內(nèi)力計(jì)算：P×1.55=F內(nèi)×0.45+F外×（0.45+0.8）∴P=(0.45×14.21+1.25×11.17)/1.55=13.134KNRA=P+F內(nèi)+F外∴RA=13.134+14.21+11.17=38.514KNMmax=P·L=13.34×1.55=20.36KN·mVmax=F內(nèi)+F外=14.21+11.17=25.38KN4、強(qiáng)度驗(yàn)算：Mx/Rx·WNx≤f其中：Rx=1.05WNx=108.275×103㎜3Mx/Rx·WNx=20.36×106/1.05×108.275×103=188N/mm2＜f=215N/mm2（強(qiáng)度滿足要求）5、剪應(yīng)力驗(yàn)算：6、撓度驗(yàn)算：ω=ω1+ω2=F外·Lb3/3EI+F內(nèi)·a2/6EI×(3Lb-a)≤［ω］其中：E-槽鋼的彈性模量，E=2.06×105N/㎜2I-槽鋼的截面慣性矩，I=866.2×104㎜4ω=F外·Lb3/3EI+F內(nèi)·a2/6EI×(3Lb-a)=11.17×103×12253/3×2.06×105×866.2×104+14.21×103×4502×（3×1225-450）/6×2.06×105×866.2×104=3.836+0.867=4.7㎜<［ω］=L/250=1225/250=4.9㎜（撓度滿足要求）7、預(yù)埋鋼筋套環(huán)的使用安全驗(yàn)算：在鋼絲繩尚未使用前，僅鋼筋套環(huán)單獨(dú)承擔(dān)挑梁傳下來的上部荷載，所以設(shè)置兩道預(yù)埋鋼筋套環(huán)（僅計(jì)算一道鋼筋套環(huán)的強(qiáng)度，另一道作為安全儲(chǔ)備）。預(yù)埋鋼筋套環(huán)的強(qiáng)度(材料選用HPB235級(jí)中φ16鋼筋)：σ=P/2AS=P/(2×1/4×d2)=P/0.5·πd2≤［σ］其中：P—作用于鋼筋套環(huán)的軸向拔力。d—預(yù)埋鋼筋套環(huán)直徑㎜。AS—預(yù)埋鋼筋套環(huán)截面積㎜2。則拉應(yīng)力：σ=13.134×103/0.5×3.14×162=32.68N/mm2＜［σ］=210N/mm2（鋼筋強(qiáng)度滿足要求）②預(yù)埋鋼筋套環(huán)的錨固長度(見圖8)N=［τ］則：h≥P/［τ］其中：d—預(yù)埋鋼筋直徑。h—預(yù)埋鋼筋套環(huán)錨固深度㎜，同時(shí)滿足20～30d要求。［τ］—混凝土與鋼筋表面的容許粘結(jié)度，取1.5h=350mm≥13.134×103/3.14×16×1.5=174.3mm8、斜拉鋼絲繩及吊環(huán)強(qiáng)度（不考慮預(yù)埋鋼筋套環(huán)的強(qiáng)度）：eq\o\ac(○,1)斜拉鋼絲繩強(qiáng)度：鋼絲繩與建筑物的斜拉角度為β則：F·cosβ·(Lb+a)=F外·(Lb+a)+F內(nèi)·aF=F外·(Lb+a)+F內(nèi)·a/cosβ·(Lb+a)其中：F－鋼絲繩拉力總和F=11.17×（1.250+0.45）+14.21×0.45/cos11.58°×（1.250+0.45）=22.83KN當(dāng)鋼絲繩拉力總和小于等于鋼絲繩的容許拉應(yīng)力時(shí)，系統(tǒng)滿足要求?，F(xiàn)選6×37+1股，直徑為16mm的鋼絲繩，鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度1700N/mm2，破斷拉力總和為145.0KN的鋼絲繩。［S］=Sb/K=145.0/7=20.71KN其中：［S］—鋼絲繩的容許拉應(yīng)力Sb—鋼絲繩的破斷拉力K—鋼絲繩的使用安全系數(shù)，取K=7又：S′b=a·F=0.85×F=0.85×22.83=19.40KN其中：a—荷載不均勻系數(shù)，取a=0.85則：S′b≤［S］（鋼絲繩的拉力滿足要求）eq\o\ac(○,2)吊環(huán)的強(qiáng)度：鋼筋吊環(huán)選用HPB235級(jí)，直徑16mm的鋼筋，錨固長度≥30dσ=F/n·A=F/n·（1/4）πd2＜［σ］=50N/mm2其中：F—作用于吊環(huán)上的拉力n—吊環(huán)的截面?zhèn)€數(shù)，一個(gè)吊環(huán)時(shí)n=2一個(gè)吊環(huán)的截面積σ=16.14×103/2×3.14×（1/4）162=40.16N/mm2＜［σ］=50N/mm2（吊環(huán)強(qiáng)度滿足要求）吊環(huán)錨固長度計(jì)算：錨固長度為350㎜（前有計(jì)算，這里從略）。eq\o\ac(○,3)鋼絲繩的繩端固定采用卡接法，每端設(shè)置4個(gè)卡子，其間距為150mm，在最后一個(gè)卡具后面約500㎜處，再安一個(gè)卡頭，并將繩頭放出一個(gè)“安全彎”。但當(dāng)安全彎被拉直時(shí)，說明鋼絲繩發(fā)生滑動(dòng)，這時(shí)必須立即采取加固措施?？ㄗ訑Q緊程度，應(yīng)使鋼絲繩原來高度壓偏1/3左右，保證鋼絲繩受拉力后，直徑雖稍有減少，但不會(huì)產(chǎn)生脫機(jī)。9、eq\o\ac(○,1)懸挑槽鋼最大間距驗(yàn)算：工字鋼間距按兩跨（3.0m），進(jìn)行安全驗(yàn)算。外立桿集中荷載F外′=F外×2=11.17×2=22.34KNT=F外′/cosβcos11.58°［S］/7=145/7=20.7所以：槽鋼懸挑梁的間距嚴(yán)禁隨意加大，最大間距不得大于1.8m。否則必須增加鋼絲繩吊索。所以：槽鋼懸挑梁的間距嚴(yán)禁隨意加大，最大間距不得大于1.8m。否則必須增加鋼絲繩吊索。eq\o\ac(○,2)懸挑槽鋼最大懸挑長度驗(yàn)算：根據(jù)懸挑腳手架平面布置圖，槽鋼最大懸挑長度為3.0mP×2.9=F內(nèi)×2.1+F外×2.9∴P=(2.1×14.21+2.9×11.17)/2.9=21.46KNMmax=P·L=21.46×2.9=62.234KN·mσ=Mx/WNx=62.234×106/108.275×103=574.78N/mm2＞［σ］=215N/mm2則：槽鋼強(qiáng)度不能滿足要求，需增加吊點(diǎn)卸載。在懸挑槽鋼距支點(diǎn)1.5m處增設(shè)一道φ20鋼絲繩。P×2.9+F′×1.5·Sin76.03°=F內(nèi)×