附着升降脚手架计算书.docx
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附着升降脚手架计算书
附着升降脚手架计算书
阳江项目工程;工程建设地点:
;属于结构;地上0层;地下0层;建筑高度:
0m;标准层层高:
0m;总建筑面积:
0平方米;总工期:
0天。
本工程由投资建设,设计,地质勘察,监理,组织施工;由担任项目经理,担任技术负责人。
一、计算依据
1、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
3、《钢结构设计规范》GB50017-2003
4、《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》建设部
5、《建筑施工附着升降脚手架安全技术规程》DGJ08-905-99
6、《建筑施工脚手架实用手册》杜荣军,中国建筑工业出版社
二、参数信息
1、建筑物参数
本工程建筑物长度L=36m,建筑物宽度B=28.7m,建筑物高度H=72m,穿墙螺栓所在位置混凝土厚度240mm,混凝土强度等级C30。
2、脚手架参数
脚手架单元体长度/架体跨度la=3.6m,脚手架宽度/横向间距lb=1.05m,步距1.8m,内侧立杆中心线至墙面的距离200mm,脚手架计算高度H0=11.2m,上固定架高度4.2m,下固定架高度4.2m,架体悬挑长度0.5m,悬臂高度H3=2.5m,下固定架附着支撑点/支座与架底的距离H1=1.7m,下固定架附着支撑点/支座之间的距离H2=2.1m,每步大横杆根数4根,每步大横杆跨中附加小横杆根数1根,每步架体栏杆道数(含插销式安全栏杆)2道。
3、材料参数
竹笆片脚手板,自重0.3kN/m2;安全网为密目安全网,自重0.005kN/m2;上下固定架材质为Ф48mm×3.5mm钢管,活动架材质为Ф63.5mm×4mm。
4、荷载参数
脚手板铺设总层数4层,同时施工层数2层,施工均布荷载3kN/m2,浙江杭州市,基本风压ωo=0.45kN/m2,风荷载高度变化系数μz=1.038。
5、支座参数
上下翼板厚度t2=8mm,腹板厚度t1=10mm,上翼板至下翼板高度h=250mm,b2=19mm,b3=131mm,b4=19mm,b5=38mm;角焊缝,自动焊、半自动焊和E43xx型焊条得手工焊,抗拉/剪/压ftw=160N/mm2;螺栓钢垫板160×250×10mm,螺栓直径16mm,抗拉强度ftb=170N/mm2,抗剪强度fvb=130N/mm2。
三、荷载计算
取半跨(1.8m)荷载计算
1.固定架作用力F
脚手架钢管架自重:
0.0384kN/m×[11.20×3.00+1.05×(8.00+3.00)+2.30×(4.00×6.00+2.00×5.00+1)]=4.82kN;
附墙支座2个:
0.097×2=0.194kN;
直角扣件59个,对接扣件2个;0.0125×59+0.016×2=0.77kN;
安全网:
0.005×(11.2+1.25)×1.8=0.112kN;
脚手板自重:
0.45×1.8×1.05×6=5.103kN;
施工荷载2步:
3×1.8×1.05×2=11.34kN;
小计:
22.344kN;
乘以动力系数1.5F=22.344×1.5=33.515kN;
2、风荷载
ωk=k·βz·μstw·μz·ωo
(1)、基本风压ωo=0.45kN/m2;
(2)、Z高度处的风振系数,其各项参数确定如下:
βz=1+ξνφz/μz
1)脉动增大系数ξ
基本自振周期T1=0.03+0.03×72/28.71/3=0.735s;
ωoT12=0.45×0.32×0.7352=0.078kNs2/m2;
查表得脉动增大系数ξ=1.208;
2)高层建筑的脉动影响系数ν
H/B=72/28.7=2.509;
按H/B=2.509,房屋建造总高度72m,地面粗糙类别为D类(有密集建筑群且房屋较高市区);
查表,ν=0.471;
3)振型系数φz
根据相对高度Z/H=72/72=1;
查表,确定振型系数φz=1;
4)风压高度变化系数,房屋建造总高度72m,地面粗糙类别为D类(有密集建筑群且房屋较高市区),查表得μz=1.038,所以
βz=1+ξνφz/μz=1+1.208×0.471×1/1.038=1.548;
(3)、脚手架整体体型系数μstw
μstw=μst(1-ηn)/(1-η)=φμs(1-ηn)/(1-η)=(An/A)μs(1-ηn)/(1-η)
1)脚手架杆件和节点挡风的净投影面积An
An=1.2×0.048×(1.8×17+11.2×1.5)=2.73m2;
2)脚手架轮廓面积A
A=11.2×1.8=20.16m2;
3)系数η
根据φ=An/A=2.73/20.16=0.135,脚手架宽高比b/h=1.05/11.2=0.094;
查表η=0.947;
4)钢管脚手架风荷载体型系数μs
ωod2=0.45×0.0482=0.001;
查表μs=1.2
5)脚手架排数n=2,所以脚手架体型系数
μstw=μst(1-ηn)/(1-η)=φμs(1-ηn)/(1-η)=(An/A)μs(1-ηn)/(1-η)
μstw=0.135×1.2×(1+0.947)=0.316;
风荷载标准值
ωk=k·βz·μstw·μz·ωo
ωk=0.7×1.548×0.316×1.038×0.45=0.16kN/m2;
平均风荷载q=0.16×1.8=0.288kN/m;
四、计算简图
将集中荷载F进行力的平移后作用于固定架,得到等效荷载F=33.515kN,弯矩M=33.515×1.05/2=17.596kN·m。
五、支座反力计算
计算简图
剪力图(kN)
弯矩图(kN·m)
H0=11.2m,H1=1.7m,H2=2.1m,H3=2.5m,q=0.288kN/m,M=17.596kN·m
支座反力,从左至右分别为:
R[1]=10.503kN;
R[2]=-9.358kN;
R[3]=2.103kN。
六、截面验算
1、支座焊缝验算
(1)支座腹板与脚手架钢管连接处焊缝验算
焊缝厚度:
角焊缝的厚度不得大于较薄焊件厚度的1.2倍,脚手架钢管壁厚4mm,4×1.2=4.8mm,取hf=4mm。
钢材3号钢,手工焊,焊条E43xx型,ftw=160N/mm2,焊缝见上图。
焊缝面积:
翼缘板外侧A外=0.7hf(πd/2-10)=0.7×4×(3.142×66.3/2-10)=263.6mm2;
翼缘板内侧A内=0.7hf(πd/2-t1-10)=0.7×4×(3.142×66.3/2-10-10)=235.6mm2;
腹板A腹=2(0.7Hf(h-2t2))=2×(0.7×4×(250-2×8))=1310.4mm2;
总面积A=2(A外+A内)+A腹=2×(263.603+235.603)+1310.4=2308.8mm2;
惯性矩I=2/12×(0.7×4×234.03)+2×(263.6×125.02+235.6×117.02)=20667265.9mm4;
抵抗矩W=20667265.906/125=165338.127mm3;
σf=MA/W+RA/A=17.596×106/165338.127+10.503×103/2308.811=110.97N/mm2;
τf=F/(2A腹)=33.515×103/2×1310.4=12.788N/mm2;
(剪力仅考虑由两个支座的腹板承受)
(σf2+τf2)1/2=111.705N/mm2 焊缝强度满足要求! (2)支座腹板与支座之间的焊缝验算 支座腹板与支座板之间的焊缝承受集中荷载F进行力的平移后的等效荷载F=33.515kN,弯矩M=33.515×0.725=24.299kN·m,还承受支座反力RA=10.503kN,焊缝厚度取hf=9mm,手工焊,焊条E43xx型,ftw=160N/mm2,焊缝见下图。 焊缝面积: 上翼缘板水平焊缝面积A1、A2: A1=0.7×9×(19+131+10-10)=945mm2; A2=0.7×9×(19+131+10-10-10)=882mm2; 下翼缘板水平焊缝面积A3、A4: A3=0.7×9×(19+38+10-10-10)=296.1mm2; A4=0.7×9×(19+38+10-10)=359.1mm2; 腹板焊缝面积A5: A5=2×0.7×9×(250-2×8)=2948.4mm2; 总面积: A=A1+A2+A3+A4+A5=5430.6mm2; 形心位置(y轴): 在坐标系中 y=[A1h+A2(h-t2)+A3t2+A4×0+A5(h+t2)/2]/A 形心离下翼缘底距离: y=153.281mm; I=(2/12)×0.7hf×(h-2t2)3×A1(h-y)2+A2(h-t2-y)2+A3(y-t2)2+A4y2+A5(y-h/2)2 惯性矩I=46280790.109mm4; 最小抵抗矩W=I/y=46280790.109/153.281=301934.799mm3; σf=M/W+Rmax/A=24.299×106/301934.799+10.503×103/5430.6=82.41N/mm2; τf=F/(2A腹)=33.515×103/2×5430.6=5.684N/mm2; (σf2+τf2)1/2=82.606N/mm2 支座腹板与支座之间的焊缝承载力满足要求! 2、穿墙螺栓验算 每个附墙支座设1根直径d=16mm穿墙螺栓,承受剪力Nv=F/2=33.515/2=16.758kN,拉力Nt=9.358kN,钢材3号钢,螺纹处的有效直径de=14.1236mm,抗剪强度设计值fvb=130N/mm2,受拉承载力设计值ftb=170N/mm2。 1根穿墙螺栓的受剪承载力设计值 Nvb=nvπd2fvb/4=1×π×162×130/4=26138.05N 1根穿墙螺栓的受拉承载力设计值 Ntb=nvπde2ftb/4=1×π×14.12362×170/4=26633.584N ((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2=0.731≤1 穿墙螺栓承载力满足要求! 3、混凝土墙面验算 混凝土墙厚240mm,h0=205mm,混凝土强度等级为C30时,其抗拉强度设计值为ft=1.43N/mm2,一个附墙支座传给墙面集中荷载Rmax=10.503kN,墙面受冲切承载力按下式计算,如下图: Rmax≤0.6ftumh0; 式中um=2(a+h0+b+h0)=2(250+205+160+205)=1640mm; 代入公式,得: 0.6ftumh0=0.6×1.43×1640×205=288459.6N=288.46kN>Rmax=10.503kN; 墙体抗冲切满足要求!
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