浦东古北酒店式公寓工程 电梯井内脚手架专项方案
依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.2.4规定,纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和; 最大弯矩计算公式如下: M = 0.1q1l2+0.117q2l2 最大支座力计算公式如下: N = 1.1q1l + 1.2q2l
均布恒载:q1 = 1.2 × q11= 1.2×0.12 = 0.144 kN/m; 均布活载:q2 = 1.4×0.8+ 1.4 ×0.8=2.24 kN/m;
最大弯距 Mmax = 0.1×0.144×0.92 + 0.117 ×2.24×0.92 = 0.224 kN·m ; 最大支座力 N = 1.1×0.144×0.9 + 1.2×2.24×0.9 = 2.562 kN; 最大应力 σ = Mmax / W = 0.224×106 / (4490) = 49.877 N/mm2; 纵向钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
纵向钢管的计算应力 49.877 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压设计强度 205 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度; 计算公式如下: ν = 0.667ql4/100EI 均布恒载:
qk = qll=0.12 kN/m;
ν = 0.677 ×0.12×9004/(100×2.06×105×107800)=0.024 mm;
纵向钢管的最大挠度为 0.024 mm 小于 纵向钢管的最大容许挠度 900/150与10 mm,满足要求!
三、横向支撑钢管计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算; 集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力,P =2.562 kN;
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支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.359 kN·m ; 最大变形 νmax = 0.681 mm ; 最大支座力 Qmax = 5.508 kN ; 最大应力 σ= 79.888 N/mm2 ;
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横向钢管的计算应力 79.888 N/mm2 小于 横向钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为 0.681 mm 小于 支撑钢管的最大容许挠度 800/150与10 mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为0.80kN。
R ≤Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN;
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 5.508 kN; R < 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN): NG1 = 0.125×24 = 2.995 kN; (2)栏杆的自重(kN): NG2 = 0.15×0.8 = 0.12 kN; (3)脚手板自重(kN):
NG3 = 0.3×0.8×0.9 = 0.216 kN;
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.331 kN;
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载
经计算得到,活荷载标准值 NQ = 2×0.8×0.9+2×0.8×0.9 = 2.88 kN;
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 1.2×3.331+ 1.4×2.88 = 8.029 kN;
六、立杆的稳定性验算
立杆的稳定性计算公式: σ = N/φAKH ≤ [f]
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 8.029 kN;
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φ ------- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到; i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.59 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.24 cm2; W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=4.49 cm3; σ------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2);
[f] ---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; KH ----高度调整系数:KH=1/(1+0.005×(24-4))=0.909; L0 ---- 计算长度 (m);
如果完全参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001),由公式(1)或(2)计算
l0 = k1μh (1) l0 = h+2a (2) k1---- 计算长度附加系数,取值为1.163;
μ ---- 计算长度系数,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3;μ= 1.7;
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.1 m; 公式(1)的计算结果:
立杆计算长度 L0 = k1μh = 1.163×1.7×1.6 = 3.163 m; L0/i = 3163.36 / 15.9 = 199 ;
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.182 ; 钢管立杆受压应力计算值 ; σ =8029.44 /( 0.182×424 )= 104.051 N/mm2; 钢管立杆稳定性验算 σ = 104.051 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
公式(2)的计算结果: L0/i = 1800 / 15.9 = 113 ;
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.496 ; 钢管立杆受压应力计算值 ; σ =8029.44 /( 0.496×424 )= 38.18 N/mm2; 钢管立杆稳定性验算 σ = 38.18 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 l0 = k1k2(h+2a) (3)
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k2 -- 计算长度附加系数,按照表2取值1.064 ; 公式(3)的计算结果:
L0/i = 2227.378 / 15.9 = 140 ;
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.349 ; 钢管立杆受压应力计算值 ; σ =8029.44 /( 0.349×424 )= 54.262 N/mm2; 钢管立杆稳定性验算 σ = 54.262 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则容易存在安全隐患。
以上表参照 杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
二号电梯井钢管落地脚手架计算书
扣件式钢管落地平台的计算依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等编制。
支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架,对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏,使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。本计算书编写还参考了《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》一文。
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