1、强度验算。(计算简图如下图所示) ① 最大弯矩Mmax:
Mmax=10.8×1.2+10.8×0.2 F拉 P内 P外 =15.12KN·m 2700 200 1000 根据查表得槽钢的=21KN/m
W=M/=15.12×100/21=72cm16a的W=108.3cm3 因此,强度满足。 ② 抗弯验算。
根据查表得:槽钢的抗弯允许应力为17KN/m2 W=M/=15.12×100/17=88.9m316a的W=108.3cm 因此,满足要求。
2、挠度验算。(用叠加法求挠度)
查表得槽钢16a的惯性矩lx为866.20cm4,弹性模量E为2.06×10Mpa。
得外立杆作用于槽钢产生的挠度:
Fa=PL3/3EL=10.8×1.2×109/(3×2.06×105×866.2×104)=0.16mm
则槽钢的总挠度:
F=Fa+Fb=0.16+3.5=3.66mmL/150=8mm 满足要求。 ㈣、脚手架稳定性验算。 1、不组合风荷载验算:
按公式:N/A≤fc/rn…………………………① 其中:N为轴向力。
为格构式压杆稳定系数。
fc为钢材的抗压、弯强度设计值,即fc=205N/mm2 rn为材料强度附加分项系数,查表得rn=1.5607,钢管的回转半径r=15.8mm。
又根据脚手架的布置情况,查表得=1.50
长细比x=1.8×1.5/15.8×10-2=171,查表得=0.243 代入①式,得N/A=10.8×106/0.243×489=90.9 fc/rn=205/1.5607=131.4N/mm2。满足要求 2、组合风荷载演算。 按公式N/A+MW /W≤f
其中MW为风荷载标准值产生的弯矩,按下列公式计算 MW=0.85×1.4MWk/10=0.85×1.4Wklah2/10 =0.85×14×1.5×1.82×Wk =0.58×Wk
=0.58×0.7×1.3×Uz×Us×Wo =0.58×0.7×1.3×0.089×1.7×0.7 =0.056VKN·M
N/A+MW /W=90.9+5.6×104/5080=101.9N/mm2f=205N/mm2满足要求。
㈤、计算结论
5层8步高14.4m,施工脚手架采用16a槽钢挑梁式,即可满足要求。
㈥、锚筋计算
锚筋位置的槽钢上拔力N为:(锚筋位置见右图) N=P外×1.3+P内×0.3=16.992KN
设采用四个锚筋选用16,截面面积为4.02cm2,计算安全系数为K=3。则
An·/K·1.4=4.02×4×21/3×1.4=84.40KN16.992KN 因此,选用四根锚栓是安全可靠的。
㈦、受立结构梁的强度验算。(计算简图如下所示)根据查表得,16a槽钢的重量为17.23kg/m。
即q1=0.1723KN/m
得支座RA=N(2++1)ql/2(1+2)
=10.8×(2+0.938/1.47+0.227/1.08)×0.1723×1.47/2 1+(1.38/1.47)2=34.95KN
分析梁的受力情况:(见下图①所示)
为方便计算,把受集中力的梁转化为收均布荷载作用的简支梁考虑。(见下图②所示) RA RA RA RA RA RA q2=34.95×5/6.5=26.88KN/m 图① 则可得梁的最大弯矩Mmax为 6500 Mmax=1/8g2l2=141.96KN/m 图② 钢筋砼梁的受弯承载力复核: 6500
截面有效高度:ho=650-60=590mm 截面受压区高度为: X=Asfy-A,sfy/fcmb
=(1900-1256)×350/10×250=80mm 截面的界限受压区高度 Xb=0.544×590=321mm
所以,截面的受压区高度属于Xb≥X2a,s=70cm 则截面的极限弯矩Mu为:
Mu=fumbx(ho-x/2)+A,s×fy,(ho-a,s) =10×80(590-35)440000+2169480 =216×106N·mMmax=141.96N·m ㈧、斜支撑槽钢稳定性验算。
在挑出长度L2m的部分,增加斜支撑槽钢,以保证其稳定性。 斜支撑槽钢的稳定性验算如下: 根据查表得Uo=1.50
则计算长度Lo=2.6×1.5=3.9m
槽钢的回转半径为ix=6.28cm,iy=1.83cm I=√ix2+iy2=6.5cm,o=3.9·100/6.5=60 查表得稳定系数=0.842 动力荷载系数为k=1.2
则An·/K=0.842×21.31×17/1.2=254.2KN5.31KN 所以斜支撑槽钢稳定性良好。
㈨、6#节点验算
该节点水平支撑槽钢主要承受剪力,因此验算其抗剪强度,根据以上计算结果: N1 N3 N4 N2 N5=20.5KN,Ny=16.64KN N5 所以剪力Q=Ny=16.64KN 1000 300 1000 300 Fn=4KN/cm2,An =21.31KN/cm2 4500 N5 则=Q/An=16.64/21.31=0.78KN/cm2=11KN/cm2 Nx 1#节点 所以该节点安全 Ny 根据以上㈧、㈨计算此槽钢三角支撑是安全可靠的。 附3:悬挑转料平台的计算 ㈠ 、转料平台的尺寸组成
根据工程施工用料的情况本工程采用的转料平面尺寸为3.6m×4.5m,具体见后附图所示。
转料平台次梁采用10槽钢@500,主梁采用16a槽钢,次梁上铺4mm厚钢板,并做防滑处理,在收料台临边位置设置1.2m防护栏杆和30cm踢脚杆,四周采用密目式安全网封闭。
㈡、转料台计算 1、次梁10计算
恒荷载:10槽钢自重取0.1KN/m,铺板取0.4KN/m。。 活荷载:施工荷载3KN/m2,按照承受均布荷载考虑。 总均布荷载考虑:
q=(0.1+0.4×0.5)×1.2+3×0.5×1.4=2.46KN/m
则10槽钢承受弯矩:(按简支考虑) M=1/8gl2=1/8×2.46×3.62=3.9852KN·m 10的抵抗矩Wn=39.70cm3,f=215N/mm2
Wnf=39.7×10-6×215×10-3/10-6=8.5355KN·m3.9852KN·m 则次梁10槽钢@500布置安全。 2、主梁16a计算
按外侧主梁16a以钢丝绳吊出点作支撑点计算,为安全计算按里侧第二道钢丝绳不起作用,只计算外侧第一道钢丝绳。
主梁受力分析:次梁传递的恒荷载和施工荷载,加上主梁16a自重的恒荷载。(计算简图如下图所示) 恒荷载计算: 16a自重按0.1723KN/m 次梁传递荷载:2.46×3.6/2=4.428KN 500 4000 全部受力按均布荷载计算。
q=0.1723×1.2×4.428/0.5=9.0623KN/m
M=1/8ql2(1-2)2=1/8×9.0623×42×1-(0.5/4)22 17.53KN·m
则主梁槽钢16a安全可靠。 7.25m 6.0m 3、钢丝绳强度验算 sin=6/7.25=0.8276 4.0m T=ql/2·sin=9.0623×45/2×0.8276=24.62KN 安全系数去k=10
则P=24.64×10=246.4KN 根据P=246.4KN查表得:
钢丝绳采用6×37 Φ19和工程抗压强度为185的。其钢丝破拉力综合为261KN246.6KN。
4、受料平台安装使用过程的注意事项:
⑴ 本转料平台计算按3KN/m2,在实际过程中必须限量在1.5KN/m2,即整个转料平台承受重量计2.5t,并在转料平台上设限量标志,同时应有专人加以监督。
⑵ 木转料平台与四周脚手架完全脱离,两者不得有任何受力作用,即转料平台必须独立于建筑物上,不得设置在脚手架上。
⑶ 转料平台使用时,应有专人进行检查,发现钢丝绳有锈蚀损坏时应及时调换,焊缝脱焊时应及时修复。
附4:挑架转角处钢丝绳受拉计算 立杆 槽钢挑梁 P内 P外 L 水平杆 H P内 T B P外 P 图4—1 图4—2
1、受力分析
脚手架竖向荷载情况见图4—1,钢丝绳受力情况见图4—2。 H为二层高度即6m。B=√2×1.2=1.7m 则L=√1.72+62=6.236m P=P外+P外/2+2×P内/8=2.25P=2.25×10.8=24.3KN 则T理=P·L/H=24.3×6.236/6=25.26KN 安全系数取K=6,T计=25.26×6=151.56KN
查表得:钢丝绳采用2根公称抗压强度为185的6×37-Φ11。其钢丝破拉力综合为80.6×2=161.2KN151.56KN。
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