二层楼面悬挑钢管脚手架设计计算书16M

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二层楼面悬挑钢管脚手架专项施工方案

脚手架钢管选用ф48×3.5；外挑工型钢采用I16，长度约为3.1米；固定工型钢在楼面上用2ф18的圆钢，（2ф18的圆钢预埋在200mm厚现浇楼板内）距外墙边分别0.3米和1.5米。立杆纵向间距为1.5米，内立杆距外墙0.30m，外立杆距外墙面为1.35米，小横杆长度为1.5米。脚手架与建筑物的连墙拉结采用拉筋和顶撑配合使用的刚性连接方式:拉筋用ф6.5 钢筋，顶撑用ф48×3.5钢管，水平距离4.5m，竖向距离为3.6米。
悬挑架高21-4.7=16.3.0米,按16.3米对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。（原创业小区已有脚手架搭设施工发案）
1、悬挑架的荷载取值
1.1悬挑架荷载的取值与组合
1.1.1计算基数：
计算高度 H=16.3m，步距 h=1.8m
立杆纵距 la=1.5m ，立杆横距 lb=1.05m
查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）：
钢管自重 G1=0.0384 KN/m     挡脚板自重G2=0.0132 KN/m
安全网自重 G3=0.005 KN/m    外立杆至墙距 ld =1.35m
施工活荷载 qk= 2 KN/m2       内立杆至墙距 lc =0.30m
1.1.2脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）；
查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）附表A-1得：
架体每米高度一个立杆纵距的自重  gk1=0.1248KN/m
NG1K = H×gk1 = 16.3×0.1248 = 2.03KN
1.1.3构配件自重（包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等）
⑴外立杆
①竹笆板，按2步设一层计，共5层，单位荷重按0.14kN/m2（按实）计：
NG2K-1 =（5×la×lb×0.103）/2×103= (5×1.05×1.5×0.14)/2×103 = 551.25N
②栏杆、挡脚板（按5层计，栏杆每步架1根）
NG2K-2 =（2×5×la×G1+5×G2）×103=（2×5×1.5×0.0384+5×0.0132）×103 =760.32N
③安全网
NG2K-3 =H×la×G3×103 = 16.3×1.5×0.005×103=122.25N
④合计
NG2K= 551.25+760.32+122.25 = 1433.82 N
⑵内立杆
①竹笆板
NG2K-1 =（5×la×lb×0.14）/2×103+（5×la×lc×0.14）/2×103= （5×1.05×1.5×0.14+5×0.35×1.5×0.14）/2×103= 722.75N
②纵向横杆（搁置悬挑部分的竹笆板用）
NG2K-2 = 5×la×G1 = 5×1.5×0.0384×103= 288N
③合计
NG2K = 722.75+288= 1010.75 N
1.1.4施工均布活荷载
按规范要求，取最不利情况，按荷载最大的装修脚手架考虑，即同时3层作业层施工：
外立杆 NQK外 =3×la×lb×qk/2 = 3×1.5×1.05×2/2=4.725kN
内立杆 NQK内 =3×la×lb×qk/2 + 3×la×lc×qk =4.725+0.3×1.5×2×3 = 7.425kN
1.1.5垂直荷载组合
⑴外立杆
N1 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK外=1.2×(2.03+1.4338)+1.4×4.725=10.77kN
⑵内立杆
N2 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK内=1.2×(2.03+1.010)+1.4×7.425=14.043kN
2、水平悬挑梁设计
本工程悬挑架采用型钢悬臂式结构，水平悬挑型钢梁采用工型钢 I16，长3.1m，在二层楼面上预埋2ф18的圆钢对工型钢 I16进行背焊固定，距外墙边分别为0.3m和1.5m。
根据《钢结构设计规范》（GB50017—2002）规定进行下列计算与验算：
计算模型：
⑴、I16工型钢截面特性：
Wx=140.9×103mm3,I=1127×104mm4,
自重q=0.205kN/m，弹性模量E=206×103N/mm2，
翼缘宽度b=88mm，翼缘平均厚度δ=9.9mm，高度h=160mm。



        
        

                
        


⑵最大弯矩        
Mmax   =N1×1.35+ N2×0.33+ q×1.52/2
=10.77×1.35+14.043×0.30+0.205×1.52/2 =18.983kN•m
⑶强度验算
σ= Mmax /（γx×Wx）
γx----截面发展系数，对I形截面，查表得：γx = 1.05；
Wx ----对x轴的净截面抵抗矩，查表得：Wx=140.9×103mm3。
f ----型钢的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。
σ=18.983×106/（1.05×140.9×103）=128.31N/mm2＜f=215N/mm2
∴安全。
⑷整体稳定验算
根据刚结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通型钢受弯要考虑整体稳定问题。按附录一之（二），本悬臂梁跨长1.5米折算成简支梁，其跨度为2×1.5=3米，按下列公式计算整体稳定系数ψ：
ψ=（570bδ/l1h）•235/σs
= [570×88×9.9/（3000×160）] ×235/215 = 1.13
则悬挑梁弯曲应力为：
σ= Mmax /（Ψ×Wx）
=18.983×106/（1.13×140.9×103）=191.03N/mm2＜f=215N/mm2
∴安全。
⑸刚度验算
ω = N1l3/3EI+ N2a2(3l-a)/6EI
N1、N2----作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载（KN）；
E----弹性模量，E=206×103N/mm2。
I----钢材的抗弯强度设计值，Q235钢，取f = 215N/mm2。
  ω =(10.77×103×15003)/(3×2.06×105×1127×104)+[14.043×103
×3002×(3×1500-300)]/(6×2.06×105×1127×104)
      =5.59mm＜L/250=1500/250=5.6mm，满足要求。
⑹16I工型钢后部锚固钢筋设计
①锚固钢筋的承载力验算
锚固选用2ф18圆钢预埋在二层平板上，吊环承受的拉力为：
N4= Mmax /1.5= 18.983/1.5= 12.655KN   
N3= Mmax /0.3=18.983/0.3=63.28KN
吊环承受的拉应力为：
σ4= N/A =12.655×103/（2×0.785×182）= 24.88N/mm2＜[σ]=215 N/mm2
σ3=N/A=63.28×103/（2×0.785×182）=124.4N/mm2＜[σ]=215 N/mm2
   两个吊环中，只有一个就能承受拉力，一个可作储备用。
∴满足要求。
②锚固钢筋的焊缝验算
σ = F/（lW•δ）
F----作用于锚固钢筋上的轴心拉力设计值，F= N4 =12.655KN；
lW----焊缝的计算长度，取lW=88-10=78mm。
δ----焊缝的计算厚度，取16mm。
σ = 12.655×103/（78×18）=9.013 N/mm2＜[σ]=160 N/mm2
∴满足要求。
⑺由计算结果可知，当挑梁采用I16号型钢时，其强度、挠度、稳定性均符合要求.