二層樓面懸挑鋼管腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算書16M

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二層樓面懸挑鋼管腳手架專項(xiàng)施工方案

腳手架鋼管選用ф48×3.5；外挑工型鋼采用I16，長度約為3.1米；固定工型鋼在樓面上用2ф18的圓鋼，（2ф18的圓鋼預(yù)埋在200mm厚現(xiàn)澆樓板內(nèi)）距外墻邊分別0.3米和1.5米。立桿縱向間距為1.5米，內(nèi)立桿距外墻0.30m，外立桿距外墻面為1.35米，小橫桿長度為1.5米。腳手架與建筑物的連墻拉結(jié)采用拉筋和頂撐配合使用的剛性連接方式:拉筋用ф6.5 鋼筋，頂撐用ф48×3.5鋼管，水平距離4.5m，豎向距離為3.6米。
懸挑架高21-4.7=16.3.0米,按16.3米對(duì)懸挑架高度計(jì)算荷載及對(duì)水平懸挑梁進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等驗(yàn)算。（原創(chuàng)業(yè)小區(qū)已有腳手架搭設(shè)施工發(fā)案）
1、懸挑架的荷載取值
1.1懸挑架荷載的取值與組合
1.1.1計(jì)算基數(shù)：
計(jì)算高度 H=16.3m，步距 h=1.8m
立桿縱距 la=1.5m ，立桿橫距 lb=1.05m
查《扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ30—2001）：
鋼管自重 G1=0.0384 KN/m     擋腳板自重G2=0.0132 KN/m
安全網(wǎng)自重 G3=0.005 KN/m    外立桿至墻距 ld =1.35m
施工活荷載 qk= 2 KN/m2       內(nèi)立桿至墻距 lc =0.30m
1.1.2腳手架結(jié)構(gòu)自重（包括立桿、縱、橫水平桿、剪刀撐、橫向斜撐和扣件）；
查《扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ30—2001）附表A-1得：
架體每米高度一個(gè)立桿縱距的自重  gk1=0.1248KN/m
NG1K = H×gk1 = 16.3×0.1248 = 2.03KN
1.1.3構(gòu)配件自重（包括腳手板、防護(hù)欄桿、擋腳板、密目網(wǎng)等）
⑴外立桿
①竹笆板，按2步設(shè)一層計(jì)，共5層，單位荷重按0.14kN/m2（按實(shí)）計(jì)：
NG2K-1 =（5×la×lb×0.103）/2×103= (5×1.05×1.5×0.14)/2×103 = 551.25N
②欄桿、擋腳板（按5層計(jì)，欄桿每步架1根）
NG2K-2 =（2×5×la×G1+5×G2）×103=（2×5×1.5×0.0384+5×0.0132）×103 =760.32N
③安全網(wǎng)
NG2K-3 =H×la×G3×103 = 16.3×1.5×0.005×103=122.25N
④合計(jì)
NG2K= 551.25+760.32+122.25 = 1433.82 N
⑵內(nèi)立桿
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縱向橫桿（擱置懸挑部分的竹笆板用）
NG2K-2 = 5×la×G1 = 5×1.5×0.0384×103= 288N
③合計(jì)
NG2K = 722.75+288= 1010.75 N
1.1.4施工均布活荷載
按規(guī)范要求，取最不利情況，按荷載最大的裝修腳手架考慮，即同時(shí)3層作業(yè)層施工：
外立桿 NQK外 =3×la×lb×qk/2 = 3×1.5×1.05×2/2=4.725kN
內(nèi)立桿 NQK內(nèi) =3×la×lb×qk/2 + 3×la×lc×qk =4.725+0.3×1.5×2×3 = 7.425kN
1.1.5垂直荷載組合
⑴外立桿
N1 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK外=1.2×(2.03+1.4338)+1.4×4.725=10.77kN
⑵內(nèi)立桿
N2 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK內(nèi)=1.2×(2.03+1.010)+1.4×7.425=14.043kN
2、水平懸挑梁設(shè)計(jì)
本工程懸挑架采用型鋼懸臂式結(jié)構(gòu)，水平懸挑型鋼梁采用工型鋼 I16，長3.1m，在二層樓面上預(yù)埋2ф18的圓鋼對(duì)工型鋼 I16進(jìn)行背焊固定，距外墻邊分別為0.3m和1.5m。
根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017—2002）規(guī)定進(jìn)行下列計(jì)算與驗(yàn)算：
計(jì)算模型：
⑴、I16工型鋼截面特性：
Wx=140.9×103mm3,I=1127×104mm4,
自重q=0.205kN/m，彈性模量E=206×103N/mm2，
翼緣寬度b=88mm，翼緣平均厚度δ=9.9mm，高度h=160mm。



        
        

                
        


⑵最大彎矩        
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強(qiáng)度驗(yàn)算
σ= Mmax /（γx×Wx）
γx----截面發(fā)展系數(shù)，對(duì)I形截面，查表得：γx = 1.05；
Wx ----對(duì)x軸的凈截面抵抗矩，查表得：Wx=140.9×103mm3。
f ----型鋼的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Q235鋼，取f=215N/mm2。
σ=18.983×106/（1.05×140.9×103）=128.31N/mm2＜f=215N/mm2
∴安全。
⑷整體穩(wěn)定驗(yàn)算
根據(jù)剛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范（GBJ17-88）的規(guī)定，軋制普通型鋼受彎要考慮整體穩(wěn)定問題。按附錄一之（二），本懸臂梁跨長1.5米折算成簡(jiǎn)支梁，其跨度為2×1.5=3米，按下列公式計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)ψ：
ψ=（570bδ/l1h）•235/σs
= [570×88×9.9/（3000×160）] ×235/215 = 1.13
則懸挑梁彎曲應(yīng)力為：
σ= Mmax /（Ψ×Wx）
=18.983×106/（1.13×140.9×103）=191.03N/mm2＜f=215N/mm2
∴安全。
⑸剛度驗(yàn)算
ω = N1l3/3EI+ N2a2(3l-a)/6EI
N1、N2----作用于水平懸挑梁上的內(nèi)、外立桿荷載（KN）；
E----彈性模量，E=206×103N/mm2。
I----鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Q235鋼，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，滿足要求。
⑹16I工型鋼后部錨固鋼筋設(shè)計(jì)
①錨固鋼筋的承載力驗(yàn)算
錨固選用2ф18圓鋼預(yù)埋在二層平板上，吊環(huán)承受的拉力為：
N4= Mmax /1.5= 18.983/1.5= 12.655KN   
N3= Mmax /0.3=18.983/0.3=63.28KN
吊環(huán)承受的拉應(yīng)力為：
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
   兩個(gè)吊環(huán)中，只有一個(gè)就能承受拉力，一個(gè)可作儲(chǔ)備用。
∴滿足要求。
②錨固鋼筋的焊縫驗(yàn)算
σ = F/（lW•δ）
F----作用于錨固鋼筋上的軸心拉力設(shè)計(jì)值，F= N4 =12.655KN；
lW----焊縫的計(jì)算長度，取lW=88-10=78mm。
δ----焊縫的計(jì)算厚度，取16mm。
σ = 12.655×103/（78×18）=9.013 N/mm2＜[σ]=160 N/mm2
∴滿足要求。
⑺由計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)挑梁采用I16號(hào)型鋼時(shí)，其強(qiáng)度、撓度、穩(wěn)定性均符合要求.