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1、目錄第一章 工程概況2第二章 大橫桿的計算2第三章 小橫桿的計算5第四章 扣件抗滑力的計算7第五章 連墻件的計算13第六章 懸挑梁的受力計算15第七章 懸挑梁的整體穩定性計算17第八章 拉桿的受力計算18第九章 拉桿的強度計算19第十章 錨固段與樓板連接的計算20第一章 工程概況鋼管腳手架的計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ130-2001） 。 計算的腳手架為雙排腳手架，搭設高度為18.0米，立桿采用單立管。 搭設尺寸為：立桿的縱距1.50米，立桿的橫距1.05米，立桿的步距1.80米。 采用的鋼管類型為 483.25， 連墻件采用2步3跨，豎向間距3.60米，水平間距4.2、50米。 施工均布荷載為3.0kN/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設10層。 懸挑水平鋼梁采用16a號槽鋼U口水平，其中建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內錨固段長度1.85米。 懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結，最外面鋼絲繩距離建筑物1.45m。 第二章 大橫桿的計算大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。 按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。 1.均布荷載值計算 大橫桿的自重標準值 P1=0.038kN/m 腳手板的荷載標準值 P2=0.1501.050/3=0.052kN/m 活荷載標準值 Q=3.0001.050/3=1.053、0kN/m 靜荷載的計算值 q1=1.20.038+1.20.052=0.109kN/m 活荷載的計算值 q2=1.41.050=1.470kN/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) 2.抗彎強度計算 最大彎矩考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的彎矩 跨中最大彎矩計算公式如下: 跨中最大彎矩為 M1=(0.080.109+0.101.470)1.5002=0.350kN.m 支座最大彎矩計算公式如下: 支座最大彎矩為 M2=-(0.100.109+0.1171.470)1.5002=-0.412kN.m 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值4、進行強度驗算： =0.412106/4788.0=85.948N/mm2 大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計算 最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度 計算公式如下: 靜荷載標準值q1=0.038+0.052=0.091kN/m 活荷載標準值q2=1.050kN/m 三跨連續梁均布荷載作用下的最大撓度 V=(0.6770.091+0.9901.050)1500.04/(1002.06105114920.0)=2.355mm 大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求! 第三章 小橫桿的計算小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的5、上面。 用大橫桿支座的最大反力計算值，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=0.0381.500=0.058kN 腳手板的荷載標準值 P2=0.1501.0501.500/3=0.079kN 活荷載標準值 Q=3.0001.0501.500/3=1.575kN 荷載的計算值 P=1.20.058+1.20.079+1.41.575=2.369kN 小橫桿計算簡圖 2.抗彎強度計算 最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和 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=(1.20.038)1.0506、2/8+2.3691.050/3=0.835kN.m =0.835106/4788.0=174.471N/mm2 小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計算 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和 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的最大撓度 V1=5.00.0381050.004/(3842.060105114920.000)=0.03mm 集中荷載標準值P=0.058+0.079+1.575=1.711kN 集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度 V2=1711.3501050.0(3107、50.02-41050.02/9)/(722.06105 114920.0)=2.970mm 最大撓度和 V=V1+V2=2.996mm 小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求! 第四章 扣件抗滑力的計算 縱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(規范5.2.5): R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承載力設計值,取8.0kN(實際取6.4kN)； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值； 1.荷載值計算 橫桿的自重標準值 P1=0.0381.050=0.040kN 腳手板的荷載標準值 P2=0.1501.0501.500/2=0.118kN 活荷載8、標準值 Q=3.0001.0501.500/2=2.362kN 荷載的計算值 R=1.20.040+1.20.118+1.42.362=3.498kN 單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 當直角扣件的擰緊力矩達40-65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN； 雙扣件在20kN的荷載下會滑動,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容： (1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)；本例為0.1248 NG1 = 0.12518.000=2.246kN (2)腳手板9、的自重標準值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標準值為0.15 NG2 = 0.150101.500(1.050+0.350)/2=1.575kN (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 NG3 = 0.1501.50010/2=1.125kN (4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50018.000=0.135kN 經計算得到，靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.081kN。 活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。 10、經計算得到，活荷載標準值 NQ = 3.00021.5001.050/2=4.725kN 風荷載標準值應按照以下公式計算 其中 W0 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用：W0 = 0.500 Uz 風荷載高度變化系數，按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用：Uz = 1.250 Us 風荷載體型系數：Us = 1.200 經計算得到，風荷載標準值Wk = 0.70.5001.2501.200 = 0.525kN/m2。 考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.2NG + 0.851.4NQ 風荷載設計值產生的立11、桿段彎矩 MW計算公式 MW = 0.851.4Wklah2/10 其中 Wk 風荷載基本風壓標準值(kN/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 立桿的步距 (m)。 五、立桿的穩定性計算: 卸荷吊點按照構造考慮，不進行計算。 1.不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=12.71kN； 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.19； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.59cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.12m； k 計算長度附加系數，取1.155； u 計算長度系數，由腳手架的高度確定，u=112、.50； A 立桿凈截面面積，A=4.57cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.79cm3； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 148.33 f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； 不考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 f,滿足要求! 2.考慮風荷載時,立桿的穩定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=11.72kN； 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.19； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.59cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.12m； k 計算長度附加系數，取1.113、55； u 計算長度系數，由腳手架的高度確定；u = 1.50 A 立桿凈截面面積，A=4.57cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩)，W=4.79cm3； MW 計算立桿段由風荷載設計值產生的彎矩，MW = 0.304kN.m； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 200.16 f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； 考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 Nl，連墻件的設計計算滿足要求! 連墻件采用焊接方式與墻體連接，對接焊縫強度計算公式如下 其中 N為連墻件的軸向拉力，N=16.907kN； lw為連墻件的周長，取3.141648.0=150.80mm；14、 t為焊縫厚度，t=3.25mm； ft或fc為對接焊縫的抗拉或抗壓強度，取185.0N/mm2； 經過焊縫抗拉強度 = 16907.00/(150.803.25) = 34.50N/mm2。 對接焊縫的抗拉或抗壓強度計算滿足要求! 連墻件對接焊縫連接示意圖 第六章 懸挑梁的受力計算懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續梁計算。 懸臂部分腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。 本工程中，腳手架排距為1050mm，內側腳手架距離墻體350mm ，支拉斜桿的支點距離墻體 = 1450mm， 水平支撐梁的截面慣性矩I = 866.20cm4，截面抵抗矩W = 108.30cm3，截面15、積A= 21.95cm2。 受腳手架集中荷載 P=1.25.08+1.44.73=12.71kN 水平鋼梁自重荷載 q=1.221.950.00017.8510=0.21kN/m 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計算簡圖 經過連續梁的計算得到 14.4514.44 11.21 11.28 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN) 1.517 2.418 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m) 0.171 0.245 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=14.457kN,R2=12.290kN,R3=-0.629kN 最大彎矩 Mmax=2.418kN.m 抗彎計算強度 16、f=M/1.05W+N/A=2.418106/(1.05108300.0)+6.988 1000/2195.0=24.445N/mm2 水平支撐梁的抗彎計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求! 第七章 懸挑梁的整體穩定性計算水平鋼梁采用16a號槽鋼U口水平,計算公式如下 其中 b 均勻彎曲的受彎構件整體穩定系數，按照下式計算：經過計算得到 b=57010.063.0235/(1450.0160.0235.0)=1.55由于b大于0.6，按照鋼結構設計規范(GB50017-2003)附錄B其值用b查表得到其值為0.872經過計算得到強度 =2.42106/(0.872108300.00)=217、5.60N/mm2；水平鋼梁的穩定性計算 f,滿足要求!第八章 拉桿的受力計算水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算其中RUicos i為鋼繩的拉力對水平桿產生的軸壓力。各支點的支撐力 RCi=RUisin i按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為RU1=16.057kN第九章 拉桿的強度計算拉繩或拉桿的軸力RU我們均取最大值進行計算，為RU=16.057kN拉繩的強度計算：如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計算：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)； 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數，對619、637、661鋼絲繩分別取0.85、18、0.82和0.8；K 鋼絲繩使用安全系數，取8.0。選擇拉鋼絲繩的破斷拉力要大于8.00016.057/0.850=151.127kN。選擇619+1鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強度1400MPa，直徑17.0mm。鋼絲拉繩的吊環強度計算：鋼絲拉繩的軸力RU我們均取最大值進行計算作為吊環的拉力N，為N=RU=16.057kN鋼絲拉繩的吊環強度計算公式為其中 f 為吊環抗拉強度，取f = 50N/mm2，每個吊環按照兩個截面計算；所需要的鋼絲拉繩的吊環最小直徑 D=160574/(3.1416502)1/2=15mm第十章 錨固段與樓板連接的計算 1. 水平鋼梁與樓板壓點采用鋼筋拉環，拉環強度計算如下： 水平鋼梁與樓板壓點的拉環受力R=12.290kN 水平鋼梁與樓板壓點的拉環強度計算公式為 其中f為拉環鋼筋抗拉強度，每個拉環按照兩個截面計算，按照混凝土結構設計規范10.9.8f = 50N/mm2； 所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環最小直徑 D=122904/(3.141650 2)1/2=13mm 21