挑架計(jì)算書資料

挑架計(jì)算書1一、參數(shù)信息1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為19.9m，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為1.4m，立桿的橫距為0.9m，立桿的步距為1.4m；內(nèi)排架距離墻長(zhǎng)度為0.40m；小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)為2根；采用的鋼管類型為Φ48×3.5；橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件布置取兩步三跨，豎向間距2.8m，水平間距4.2m，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):2.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；同時(shí)施工層數(shù):2層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處河北某市，基本風(fēng)壓0.4kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)μz，計(jì)算連墻件強(qiáng)度時(shí)取1.696，計(jì)算立桿穩(wěn)定性時(shí)取1，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs為1.243；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.1386；腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.350；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.140；安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):3層；腳手板類別:木腳手板；欄桿擋板類別:竹夾板擋板；5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼，其中建筑物外懸挑段長(zhǎng)度1.4m，建筑物內(nèi)錨固段長(zhǎng)度1.6m。錨固壓點(diǎn)螺栓直徑(mm):22.00；樓板混凝土標(biāo)號(hào):C25；6.拉繩與支桿參數(shù)鋼絲繩安全系數(shù)為:6.000；鋼絲繩與墻距離為(m):2.850；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1.3m。二、小橫桿的計(jì)算小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.038kN/m；腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.35×1.4/3=0.163kN/m；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=2×1.4/3=0.933kN/m；荷載的計(jì)算值:q=1.2×0.038+1.2×0.163+1.4×0.933=1.549kN/m；小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的彎矩，計(jì)算公式如下:Mqmax=ql2/8最大彎矩Mqmax=1.549×0.92/8=0.157kN·m；最大應(yīng)力計(jì)算值σ=Mqmax/W=30.868N/mm2；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力σ=30.868N/mm2小于小橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205N/mm2，滿足要求！3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的撓度荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=0.038+0.163+0.933=1.135kN/m；νqmax=5ql4/384EI最大撓度ν=5.0×1.135×9004/(384×2.06×105×121900)=0.386mm；小橫桿的最大撓度0.386mm小于小橫桿的最大容許撓度900/150=6與10mm，滿足要求！三、大橫桿的計(jì)算大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。1.荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.038×0.9=0.035kN；腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.35×0.9×1.4/3=0.147kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=2×0.9×1.4/3=0.84kN；荷載的設(shè)計(jì)值:P=(1.2×0.035+1.2×0.147+1.4×0.84)/2=0.697kN；大橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.強(qiáng)度驗(yàn)算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的彎矩和。Mmax=0.08ql2均布荷載最大彎矩計(jì)算:M1max=0.08×0.038×1.4×1.4=0.006kN·m；集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:Mpmax=0.267Pl集中荷載最大彎矩計(jì)算:M2max=0.267×0.697×1.4=0.261kN·m；M=M1max+M2max=0.006+0.261=0.267kN·m最大應(yīng)力計(jì)算值σ=0.267×106/5080=52.468N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力計(jì)算值σ=52.468N/mm2小于大橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205N/mm2，滿足要求！3.撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和,單位:mm；均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下:νmax=0.677ql4/100EI大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度：νmax=0.677×0.038×14004/(100×2.06×105×121900)=0.04mm；集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下:νpmax=1.883Pl3/100EI集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度：小橫桿傳遞荷載P=（0.035+0.147+0.84）/2=0.511kNν=1.883×0.511×14003/(100×2.06×105×121900)=1.051mm；最大撓度和：ν=νmax+νpmax=0.04+1.051=1.091mm；大橫桿的最大撓度1.091mm小于大橫桿的最大容許撓度1400/150=9.3與10mm，滿足要求！四、扣件抗滑力的計(jì)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(shí)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(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)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(shè)計(jì)值,取8.00kN；R--縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.038×0.9×2/2=0.035kN；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.038×1.4=0.054kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P3=0.35×0.9×1.4/2=0.22kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=2×0.9×1.4/2=1.26kN；荷載的設(shè)計(jì)值:R=1.2×(0.035+0.054+0.22)+1.4×1.26=2.135kN；R<8.00kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!五、腳手架立桿荷載的計(jì)算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，為0.1422kN/mNG1=[0.1422+(0.90×2/2)×0.038/1.40]×19.95=3.329kN；(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用木腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2NG2=0.35×3×1.4×(0.9+0.4)/2=0.955kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹夾板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.14kN/mNG3=0.14×3×1.4/2=0.294kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng):0.005kN/m2NG4=0.005×1.4×19.95=0.14kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.719kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=2×0.9×1.4×2/2=2.52kN；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.719+0.85×1.4×2.52=8.661kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.719+1.4×2.52=9.19kN；六、鋼絲繩卸荷計(jì)算鋼絲繩卸荷按照完全卸荷計(jì)算方法。在腳手架全高范圍內(nèi)卸荷2次；吊點(diǎn)選擇在立桿、小橫桿、大橫桿的交點(diǎn)位置；以卸荷吊點(diǎn)分段計(jì)算。第1次卸荷凈高度為6m;第2次卸荷凈高度為6.95m;經(jīng)過計(jì)算得到a1=arctg[3.220/(0.900+0.400)]=67.4度a2=arctg[2.520/0.400]=81度第1次卸荷處立桿軸向力為：P1=P2=1.5×8.661×6/19.95=3.907kN；kx為不均勻系數(shù)，取1.5各吊點(diǎn)位置處內(nèi)力計(jì)算為(kN)：T1=P1/sina1=3.907/0.923=4.233kNT2=P2/sina2=3.907/0.988=3.954kNG1=P1/tana1=3.907/2.403=1.626kNG2=P2/tana2=3.907/6.314=0.619kN其中T鋼絲繩軸向拉力，G鋼絲繩水平分力。卸荷鋼絲繩的最大軸向拉力為[Fg]=T1=4.233kN。鋼絲繩的容許拉力按照下式計(jì)算：[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)，計(jì)算中可以近似計(jì)算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)；α--鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，取0.85；K--鋼絲繩使用安全系數(shù)。計(jì)算中[Fg]取4.233kN，α=0.85，K=6，得到：選擇卸荷鋼絲繩的最小直徑為：d=(2×4.233×6.000/0.850)0.5=7.7mm。吊環(huán)強(qiáng)度計(jì)算公式為：σ=N/A≤[f]其中[f]--吊環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定[f]=50N/mm2；N--吊環(huán)上承受的荷載等于[Fg]；A--吊環(huán)截面積，每個(gè)吊環(huán)按照兩個(gè)截面計(jì)算,A=0.5πd2；選擇吊環(huán)的最小直徑要為：d=(2×[Fg]/[f]/π)0.5=（2×4.233×103/50/3.142）0.5=7.3mm。第1次卸荷鋼絲繩最小直徑為7.3mm，必須拉緊至4.233kN，吊環(huán)直徑為8.0mm。根據(jù)各次卸荷高度得：第2次卸荷鋼絲繩最小直徑為8.9mm，必須拉緊至4.900kN，吊環(huán)直徑為8.0mm。七、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：ω0=0.4kN/m2；μz--風(fēng)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：μz=1；μs--風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為1.243；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:Wk=0.7×0.4×1×1.243=0.348kN/m2；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW為:Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.348×1.4×1.42/10=0.114kN·m；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式σ=N/(φA)+MW/W≤[f]立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值：N=8.661×7/19.95=3.039kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式σ=N/(φA)≤[f]立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值：N=9.19×7/19.95=3.225kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑：i=1.58cm；計(jì)算長(zhǎng)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(jì)算長(zhǎng)度系數(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：μ=1.5；計(jì)算長(zhǎng)度,由公式l0=kuh確定：l0=2.425m；長(zhǎng)細(xì)比:L0/i=154；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長(zhǎng)細(xì)比lo/i的結(jié)果查表得到：φ=0.294立桿凈截面面積：A=4.89cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：[f]=205N/mm2；考慮風(fēng)荷載時(shí)σ=3038.956/(0.294×489)+113647.589/5080=43.51N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算σ=43.51N/mm2小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205N/mm2，滿足要求！不考慮風(fēng)荷載時(shí)σ=3224.64/(0.294×489)=22.43N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算σ=22.43N/mm2小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205N/mm2，滿足要求！八、連墻件的計(jì)算連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)算：Nl=Nlw+N0連墻件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按腳手架頂部高度計(jì)算μz＝1.696，μs＝1.243，ω0＝0.4，Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×1.696×1.243×0.4=0.59kN/m2；每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積Aw=11.76m2；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=5.000kN；風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，按照下式計(jì)算：Nlw=1.4×Wk×Aw=9.718kN；連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值Nl=Nlw+N0=14.718kN；連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：Nf=φ·A·[f]其中φ--軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長(zhǎng)細(xì)比l/i=400/15.8的結(jié)果查表得到φ=0.933，l為內(nèi)排架距離墻的長(zhǎng)度；A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為Nf=0.933×4.89×10-4×205×103=93.529kN；Nl=14.718<Nf=93.529,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計(jì)算得到Nl=14.718小于雙扣件的抗滑力15.2kN，滿足要求！連墻件扣件連接示意圖九、懸挑梁的受力計(jì)算懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)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(diǎn)，A為墻支點(diǎn)。本方案中，腳手架排距為900mm，內(nèi)排腳手架距離墻體400mm，支拉斜桿的支點(diǎn)距離墻體為1300mm，水平支撐梁的截面慣性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面積A=26.1cm2。受腳手架集中荷載P=(1.2×4.719+1.4×2.52)×7/19.95=3.225kN；水平鋼梁自重荷載q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m；懸挑腳手架示意圖懸挑腳手架計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)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)各支座對(duì)支撐梁的支撐反力由左至右分別為：R[1]=4.092kN；R[2]=3.153kN；R[3]=-0.057kN。最大彎矩Mmax=0.657kN·m；最大應(yīng)力σ=M/1.05W+N/A=0.657×106/(1.05×141000)+2.728×103/2610=5.483N/mm2；水平支撐梁的最大應(yīng)力計(jì)算值5.483N/mm2小于水平支撐梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215N/mm2,滿足要求！十、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼,計(jì)算公式如下σ=M/φbWx≤[f]其中φb--均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)：查表《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)得，φb=2由于φb大于0.6，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)附表B，得到φb值為0.93。經(jīng)過計(jì)算得到最大應(yīng)力σ=0.657×106/(0.93×141000)=5.016N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算σ=5.016小于[f]=215N/mm2,滿足要求!十一、拉繩的受力計(jì)算水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計(jì)算RAH=ΣRUicosθi其中RUicosθi為鋼繩的拉力對(duì)水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點(diǎn)的支撐力RCi=RUisinθi按照以上公式計(jì)算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：RU1=4.498kN；十二、拉繩的強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計(jì)算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進(jìn)行計(jì)算，為RU=4.498kN選擇6×19鋼絲繩,鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度1400MPa，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Fg＝125KN；α--鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對(duì)6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8。α＝0.85；K--鋼絲繩使用安全系數(shù)。K＝6。得到：[Fg]=17.708KN>Ru＝4.498KN。經(jīng)計(jì)算，選此型號(hào)鋼絲繩能夠滿足要求。鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進(jìn)行計(jì)算作為拉環(huán)的拉力N，為N=RU=4.498kN鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算公式為σ=N/A≤[