脚 手 架 计 算 书
一、计算参数 1. 脚手架搭设参数
双排脚手架搭设高度为 20 米,采用的钢管类型为 Φ48×3.5;
搭设尺寸为:立杆的纵距l a 为 1.50米,立杆的横距l b 为1.05米,立杆的步距h 为1.50 米;内排架距离墙长度为0.30米。
小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为 3 根;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为 0.80;
连墙件采用两步三跨,竖向间距 3.00 米,水平间距4.50 米,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件;
2. 活荷载参数
施工均布活荷载标准值:3 kN/m2;脚手架用途:结构脚手架; 同时施工层数:1 层; 3. 风荷载参数
本工程地处河北省沧州市,查荷载规范基本风压为0.45 kN/m2;风荷载高度变化系数μz 为1.25,风荷载体型系数μs 为0.6;
4. 静荷载参数
脚手板自重标准值(kN/m2):0.35;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.14; 脚手板类别:木脚手板;脚手板铺设层数:3; 栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板; 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038; 二、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。 1. 均布荷载值计算
小横杆自重标准值: 0.038 kN/m ;
小横杆自重设计值:P 1=0. 038⨯1. 2=0. 0456KN /m 脚手板自重标准值: 0.35×1.500/2=0.2625 kN/m ; 脚手板自重设计值:P 2=0. 2625⨯1. 2=0. 315KN /m
活荷载的标准值: 3×1.500/2=2.25 kN/m; 活荷载的设计值: Q =2. 25⨯1. 4=3. 15KN /m
荷载的计算值: q =P KN /m =3. 51N /mm
1+P 2+Q =3. 51
q
小横杆计算简图
2. 强度计算
123. 51⨯1. 0502
=0. 484⨯106N ⋅mm 最大弯矩计算得:M max =ql =
88M 0. 484⨯106==95. 28N /mm 2
N /mm 2 最大应力计算值 σ=W 5080
计算可得,满足要求! 3. 挠度计算
最大挠度发生在简支梁的中间部分,则计算挠度得:
5ql 45⨯3. 51⨯10504L 1050
ν===2. 212mm
384EI 384⨯2. 06⨯105⨯[1**********]0
由计算可知,设计满足要求 三、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
大横杆的计算简图
1. 荷载值计算
小横杆的自重:f 1=0. 0456⨯1. 050=47. 88N 脚手板的自重:f 2=0. 315⨯1. 050=330. 75N
施工活荷载:f 3=3. 15⨯1. 050=3307. 5N 则小横杆传递的荷载值为:F =
1
(f 1+f 2+f 3)=1843. 065N 2
大横杆的自重设计值:q =0. 038⨯1. 2=0. 0456N /mm 。>f=205N/m㎡ 2. 强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩:
M max 1=0. 1ql 2=0. 1⨯0. 0456⨯15002=10260N ⋅mm =0. 01KN ⋅m 集中荷载最大弯矩:
M max 2=0. 175Fl =0. 175⨯1843. 065⨯1. 5=0. 484KN /m
最大弯矩计算:M max =M max 1+M max 2=0. 01+0. 484=0. 494KN ⋅m 最大应力计算值:
M max 0. 494⨯106σ===97. 24N /mm 2;
W 5080
大横杆的最大应力计算值σ=97.24N/mm小于大横杆的抗压强度设计值 [f]=205.0 N/mm2,设计满足要求!
3. 挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和。
ql 40. 677⨯0. 0456⨯15004
==0. 062mm 均布荷载最大挠度:νmax 1=0. 6775
100EI 100⨯2. 06⨯10⨯121900
2
集中荷载最大挠度:νmax 2
Fl 31. 146⨯1843. 065⨯15003
=1. 146==2. 84mm 5
100EI 100⨯2. 06⨯10⨯121900
l
=10mm 150
最大挠度和:ν=νmax 1+νmax 2=0. 062+2. 84=2. 902mm
大横杆的最大挠度3.306mm 小于大横杆的最大容许挠度1500.0/150=10mm与10mm ,满足要求!
四、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7, 直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN ,按照扣件抗滑承载力系
数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN 。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5): R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值, 取6.40 kN; R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 小横杆的自重标准值: P1=0.038×1.050/2=0.020kN; 大横杆的自重标准值: P2=0.038×1.500=0.058kN;
脚手板的自重标准值: P3=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN ; 活荷载标准值: Q=3×1.050×1.500 /2 = 2.363kN ; 荷载的设计值:
R=1.2×(P 1+P2+P3)+1.4×Q =1.2×(0.020+0.058+0.276)+1.4×2.363=3.733kN;
R
脚手架荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 (1)恒荷载标准值G k
G k =H i (g k 1+g k 3)+n 1l a g k 2
其中,g k1以每米架高计的构件基本结构杆件的自重计算基数,查施工手册得:g k1=0.1263KN/m;
g k2为以每米立杆纵距(l a )计的作业层面材料的自重计算基数,查施工手册得:g k2=0.3850KN/m;
G k3为以每米架高计的外立面整体拉结杆件和防护材料的自重计算基数,查施工手册得:g k3=0.0602KN/m;
H i 为脚手架搭设高度,取20米;n 1=2;L a =1.5m
计算得G k =20⨯(0. 1263+0. 0602)+2⨯1. 5⨯0. 3850=4. 885KN (2)计算作业层施工荷载标准值Q k :Q k =n 1l a q k ;其中,n 1=2,la =1.5,
qk 为按每米立杆纵距l a 计的作业层施工荷载标准值的计算基数,查施工手册得:q k =1.8KN/m;
Q k =n 1l a q k =2⨯1. 5⨯1. 8=5. 4
(3)计算风荷载标准值ωk ;ωk =0. 7U z U s ωo
其中, ω0-- 基本风压(kN/m2) ,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用 ω0= 0.450 kN/m2;
U z -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用 Uz = 1.25 ;
U s -- 风荷载体型系数:取值为0.6; 经计算得到,风荷载标准值:
ωk =0. 7U z U s ωo =0. 7⨯1. 25⨯0. 6⨯0. 45=0. 236
(4)确定材料强度附加分项系数γm ' =1. 5607 (5)立杆的计算截特性:
mm 2; W =5080mm 3; I =121900mm 4; i =15. 8mm ; A =48900
E =2. 06⨯105N /mm 2; [σ]=215N /mm 2
不考虑风荷载时, 立杆的轴向压力设计值计算公式 N=1.2Gk+1.4Qk=1.2×4.885+1.4×5.4=13.422kN; 考虑风荷载时, 立杆的轴向压力设计值为 N'=1.2Gk+0.85⨯1.4(Qk+ωk )
=1.2×4.885+0.85×1.4×5.4=12.288kN; 计算轴心受压杆件的稳定系数ϕ:查表可得:u=1.503
l 0=uh =1. 503⨯1. 5=2. 255m ; i =15. 8mm
λ=
l 02255
==142. 72≈143 查表ϕ=0. 369 i 15. 8
风荷载设计值产生的立杆弯矩 MW 为
Mw =0.85×1.4Wk L a h 2/10=0.850×1.4×0.236×1.500×1.5002/10=0.0948 kN.m; 脚手架的稳定性计算:
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
f 0. 9N
≤c ϕA γm '
查表得:f c =0. 205KN /mm 2; γm ' =1. 5607; ϕ=0. 369 计算
0. 9N 0. 9⨯13. 422
==0. 070KN /mm 2 ϕA 0. 369⨯489
f c
γm '
=
0. 205
=0. 131KN /mm 2
1. 5607
f 0. 9N
≤c 成立,故设计满足要求! ϕA γm '
有以上计算可知,
⎛N ' M ω
考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算公式:0. 9 ϕA +W
⎝⎫f c ⎪⎪≤γ' ⎭m
⎛N ' M ω⎫0. 0948⎫⎛12. 2882
计算0. 9 ⎪+=0. 9+=0. 068KN /mm ⎪ ϕA W ⎪
⎝0. 369⨯4895080⎭⎝⎭
f c
γm '
=
0. 205
=0. 131KN /mm 2
1. 5607
⎛N ' M ω
有以上计算可知,0. 9 ϕA +W
⎝六、连墙件的计算:
⎫f c ⎪⎪≤γ' 成立,故设计满足要求! ⎭m
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算: Nl = Nlw + N0
风荷载标准值 Wk = 0.236 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 13.500 m2;
按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N 0= 5.00 kN; 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算: N lw = 1.4×W k ×A w = 4.46 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 9.46 kN; 连墙件承载力设计值按下式计算:N f =φ⋅A ⋅[f ] 其中, φ-- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比L 0/i = 300.000/15.800=18.99≈19的结果查表得到 φ=0.983,L 0为内排架距离墙的长度;
又:A =4.89cm2;[f]=205.00 N/mm2; 连墙件轴向承载力设计值为:
Nf = 0.983×4.890×10-4×205.000×103 = 98.54 kN; 由于N l = 9.46
连墙件采用双扣件与墙体连接,由以上计算得到 Nl = 9.46小于双扣件的抗滑力 16.0 kN,满足要求!
七、悬挑梁受力计算
悬挑梁受力简图
悬挑梁设计:悬挑长度1.6米,采用18号工字钢,锚固长度2.6米,第一道锚固环距结构边缘为0.4米, 第二道锚固环距结构边缘为2.6米,内搁置长度为0.2米。 N为不考虑风荷载时立杆传递的压力,由立杆稳定性中得N=18.13KN; 查施工手册,可得到支座反力、弯矩及挠度计算公式如下: 支座反力:R A =N (2+λ+λ1)+
qm 2
弯矩:M A =-N (m +m 1)-
2
ql ql 1+λ2; R B =-N (λ+λ1)+1-λ2 22
()()
ml ⎡ql 2
挠度:ωc =-1+4λ2+3λ3⎢Nm (1+λ)+
3EI ⎣8
()
⎤m 12lN
(1+λ1) ⎥+
⎦3EI
其中,λ=
m 0. 3m 1. 5
=0. 115;m 1=0. 3m , l =2. 6m , m =1. 5m ==0. 577;λ1=1=
l 2. 6l 2. 6
18号工字钢的特性:
I =1660cm 4; W =185cm 3; m =24. 143kg /m ; E =2. 06⨯105N /mm 2 计算:q =24. 143⨯9. 8=0. 237KN /m =0. 237N /mm
R A =N (2+λ+λ1)+R B =-N (λ+λ1)+
ql
1+λ2=36. 54KN 2
()
ql
1-λ2=-9. 49KN 2
()
弯矩:
qm 20. 237⨯1. 52
=-13. 422⨯(1. 5+0. 3)-=-24. 43KN ⋅m M A =-N (m +m 1)-22M 24. 43⨯106
==132. 03
σ=W 185000
挠度:
ml ⎡ql 2
ωc =-1+4λ2+3λ3⎢Nm (1+λ)+
3EI ⎣8
()
⎤m 12lN L 1. 5+2. 6
()+1+λ=19. 56mm
由以上计算可知,设计满足要求! 悬挑梁整体稳定性计算:
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式: σ=
M
≤[f ] φb W x
其中φb ——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》
(GB50017-2003)附录B 得到φb =2.00,由于φb 大于0.6,按照查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B 其值用φb ' =1. 07- 经过计算得到强度:
0. 282
=0. 929
φb
σ=
M 24430000
==142. 15N /mm 2
水平钢梁的稳定性计算σ
1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下: 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.49kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:σ=
N
≤[f ] A
其中[f ]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f ]= 50N/mm²;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径:
d =
2N 2⨯9490
==11mm F π50⨯3. 1415
故水平钢梁与楼板的锚固环所用钢筋最小直径不小于13mm 。
脚 手 架 计 算 书
一、计算参数 1. 脚手架搭设参数
双排脚手架搭设高度为 20 米,采用的钢管类型为 Φ48×3.5;
搭设尺寸为:立杆的纵距l a 为 1.50米,立杆的横距l b 为1.05米,立杆的步距h 为1.50 米;内排架距离墙长度为0.30米。
小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为 3 根;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为 0.80;
连墙件采用两步三跨,竖向间距 3.00 米,水平间距4.50 米,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件;
2. 活荷载参数
施工均布活荷载标准值:3 kN/m2;脚手架用途:结构脚手架; 同时施工层数:1 层; 3. 风荷载参数
本工程地处河北省沧州市,查荷载规范基本风压为0.45 kN/m2;风荷载高度变化系数μz 为1.25,风荷载体型系数μs 为0.6;
4. 静荷载参数
脚手板自重标准值(kN/m2):0.35;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.14; 脚手板类别:木脚手板;脚手板铺设层数:3; 栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板; 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038; 二、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。 1. 均布荷载值计算
小横杆自重标准值: 0.038 kN/m ;
小横杆自重设计值:P 1=0. 038⨯1. 2=0. 0456KN /m 脚手板自重标准值: 0.35×1.500/2=0.2625 kN/m ; 脚手板自重设计值:P 2=0. 2625⨯1. 2=0. 315KN /m
活荷载的标准值: 3×1.500/2=2.25 kN/m; 活荷载的设计值: Q =2. 25⨯1. 4=3. 15KN /m
荷载的计算值: q =P KN /m =3. 51N /mm
1+P 2+Q =3. 51
q
小横杆计算简图
2. 强度计算
123. 51⨯1. 0502
=0. 484⨯106N ⋅mm 最大弯矩计算得:M max =ql =
88M 0. 484⨯106==95. 28N /mm 2
N /mm 2 最大应力计算值 σ=W 5080
计算可得,满足要求! 3. 挠度计算
最大挠度发生在简支梁的中间部分,则计算挠度得:
5ql 45⨯3. 51⨯10504L 1050
ν===2. 212mm
384EI 384⨯2. 06⨯105⨯[1**********]0
由计算可知,设计满足要求 三、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
大横杆的计算简图
1. 荷载值计算
小横杆的自重:f 1=0. 0456⨯1. 050=47. 88N 脚手板的自重:f 2=0. 315⨯1. 050=330. 75N
施工活荷载:f 3=3. 15⨯1. 050=3307. 5N 则小横杆传递的荷载值为:F =
1
(f 1+f 2+f 3)=1843. 065N 2
大横杆的自重设计值:q =0. 038⨯1. 2=0. 0456N /mm 。>f=205N/m㎡ 2. 强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩:
M max 1=0. 1ql 2=0. 1⨯0. 0456⨯15002=10260N ⋅mm =0. 01KN ⋅m 集中荷载最大弯矩:
M max 2=0. 175Fl =0. 175⨯1843. 065⨯1. 5=0. 484KN /m
最大弯矩计算:M max =M max 1+M max 2=0. 01+0. 484=0. 494KN ⋅m 最大应力计算值:
M max 0. 494⨯106σ===97. 24N /mm 2;
W 5080
大横杆的最大应力计算值σ=97.24N/mm小于大横杆的抗压强度设计值 [f]=205.0 N/mm2,设计满足要求!
3. 挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和。
ql 40. 677⨯0. 0456⨯15004
==0. 062mm 均布荷载最大挠度:νmax 1=0. 6775
100EI 100⨯2. 06⨯10⨯121900
2
集中荷载最大挠度:νmax 2
Fl 31. 146⨯1843. 065⨯15003
=1. 146==2. 84mm 5
100EI 100⨯2. 06⨯10⨯121900
l
=10mm 150
最大挠度和:ν=νmax 1+νmax 2=0. 062+2. 84=2. 902mm
大横杆的最大挠度3.306mm 小于大横杆的最大容许挠度1500.0/150=10mm与10mm ,满足要求!
四、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7, 直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN ,按照扣件抗滑承载力系
数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN 。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5): R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值, 取6.40 kN; R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 小横杆的自重标准值: P1=0.038×1.050/2=0.020kN; 大横杆的自重标准值: P2=0.038×1.500=0.058kN;
脚手板的自重标准值: P3=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN ; 活荷载标准值: Q=3×1.050×1.500 /2 = 2.363kN ; 荷载的设计值:
R=1.2×(P 1+P2+P3)+1.4×Q =1.2×(0.020+0.058+0.276)+1.4×2.363=3.733kN;
R
脚手架荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 (1)恒荷载标准值G k
G k =H i (g k 1+g k 3)+n 1l a g k 2
其中,g k1以每米架高计的构件基本结构杆件的自重计算基数,查施工手册得:g k1=0.1263KN/m;
g k2为以每米立杆纵距(l a )计的作业层面材料的自重计算基数,查施工手册得:g k2=0.3850KN/m;
G k3为以每米架高计的外立面整体拉结杆件和防护材料的自重计算基数,查施工手册得:g k3=0.0602KN/m;
H i 为脚手架搭设高度,取20米;n 1=2;L a =1.5m
计算得G k =20⨯(0. 1263+0. 0602)+2⨯1. 5⨯0. 3850=4. 885KN (2)计算作业层施工荷载标准值Q k :Q k =n 1l a q k ;其中,n 1=2,la =1.5,
qk 为按每米立杆纵距l a 计的作业层施工荷载标准值的计算基数,查施工手册得:q k =1.8KN/m;
Q k =n 1l a q k =2⨯1. 5⨯1. 8=5. 4
(3)计算风荷载标准值ωk ;ωk =0. 7U z U s ωo
其中, ω0-- 基本风压(kN/m2) ,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用 ω0= 0.450 kN/m2;
U z -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用 Uz = 1.25 ;
U s -- 风荷载体型系数:取值为0.6; 经计算得到,风荷载标准值:
ωk =0. 7U z U s ωo =0. 7⨯1. 25⨯0. 6⨯0. 45=0. 236
(4)确定材料强度附加分项系数γm ' =1. 5607 (5)立杆的计算截特性:
mm 2; W =5080mm 3; I =121900mm 4; i =15. 8mm ; A =48900
E =2. 06⨯105N /mm 2; [σ]=215N /mm 2
不考虑风荷载时, 立杆的轴向压力设计值计算公式 N=1.2Gk+1.4Qk=1.2×4.885+1.4×5.4=13.422kN; 考虑风荷载时, 立杆的轴向压力设计值为 N'=1.2Gk+0.85⨯1.4(Qk+ωk )
=1.2×4.885+0.85×1.4×5.4=12.288kN; 计算轴心受压杆件的稳定系数ϕ:查表可得:u=1.503
l 0=uh =1. 503⨯1. 5=2. 255m ; i =15. 8mm
λ=
l 02255
==142. 72≈143 查表ϕ=0. 369 i 15. 8
风荷载设计值产生的立杆弯矩 MW 为
Mw =0.85×1.4Wk L a h 2/10=0.850×1.4×0.236×1.500×1.5002/10=0.0948 kN.m; 脚手架的稳定性计算:
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
f 0. 9N
≤c ϕA γm '
查表得:f c =0. 205KN /mm 2; γm ' =1. 5607; ϕ=0. 369 计算
0. 9N 0. 9⨯13. 422
==0. 070KN /mm 2 ϕA 0. 369⨯489
f c
γm '
=
0. 205
=0. 131KN /mm 2
1. 5607
f 0. 9N
≤c 成立,故设计满足要求! ϕA γm '
有以上计算可知,
⎛N ' M ω
考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算公式:0. 9 ϕA +W
⎝⎫f c ⎪⎪≤γ' ⎭m
⎛N ' M ω⎫0. 0948⎫⎛12. 2882
计算0. 9 ⎪+=0. 9+=0. 068KN /mm ⎪ ϕA W ⎪
⎝0. 369⨯4895080⎭⎝⎭
f c
γm '
=
0. 205
=0. 131KN /mm 2
1. 5607
⎛N ' M ω
有以上计算可知,0. 9 ϕA +W
⎝六、连墙件的计算:
⎫f c ⎪⎪≤γ' 成立,故设计满足要求! ⎭m
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算: Nl = Nlw + N0
风荷载标准值 Wk = 0.236 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 13.500 m2;
按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N 0= 5.00 kN; 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算: N lw = 1.4×W k ×A w = 4.46 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 9.46 kN; 连墙件承载力设计值按下式计算:N f =φ⋅A ⋅[f ] 其中, φ-- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比L 0/i = 300.000/15.800=18.99≈19的结果查表得到 φ=0.983,L 0为内排架距离墙的长度;
又:A =4.89cm2;[f]=205.00 N/mm2; 连墙件轴向承载力设计值为:
Nf = 0.983×4.890×10-4×205.000×103 = 98.54 kN; 由于N l = 9.46
连墙件采用双扣件与墙体连接,由以上计算得到 Nl = 9.46小于双扣件的抗滑力 16.0 kN,满足要求!
七、悬挑梁受力计算
悬挑梁受力简图
悬挑梁设计:悬挑长度1.6米,采用18号工字钢,锚固长度2.6米,第一道锚固环距结构边缘为0.4米, 第二道锚固环距结构边缘为2.6米,内搁置长度为0.2米。 N为不考虑风荷载时立杆传递的压力,由立杆稳定性中得N=18.13KN; 查施工手册,可得到支座反力、弯矩及挠度计算公式如下: 支座反力:R A =N (2+λ+λ1)+
qm 2
弯矩:M A =-N (m +m 1)-
2
ql ql 1+λ2; R B =-N (λ+λ1)+1-λ2 22
()()
ml ⎡ql 2
挠度:ωc =-1+4λ2+3λ3⎢Nm (1+λ)+
3EI ⎣8
()
⎤m 12lN
(1+λ1) ⎥+
⎦3EI
其中,λ=
m 0. 3m 1. 5
=0. 115;m 1=0. 3m , l =2. 6m , m =1. 5m ==0. 577;λ1=1=
l 2. 6l 2. 6
18号工字钢的特性:
I =1660cm 4; W =185cm 3; m =24. 143kg /m ; E =2. 06⨯105N /mm 2 计算:q =24. 143⨯9. 8=0. 237KN /m =0. 237N /mm
R A =N (2+λ+λ1)+R B =-N (λ+λ1)+
ql
1+λ2=36. 54KN 2
()
ql
1-λ2=-9. 49KN 2
()
弯矩:
qm 20. 237⨯1. 52
=-13. 422⨯(1. 5+0. 3)-=-24. 43KN ⋅m M A =-N (m +m 1)-22M 24. 43⨯106
==132. 03
σ=W 185000
挠度:
ml ⎡ql 2
ωc =-1+4λ2+3λ3⎢Nm (1+λ)+
3EI ⎣8
()
⎤m 12lN L 1. 5+2. 6
()+1+λ=19. 56mm
由以上计算可知,设计满足要求! 悬挑梁整体稳定性计算:
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式: σ=
M
≤[f ] φb W x
其中φb ——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》
(GB50017-2003)附录B 得到φb =2.00,由于φb 大于0.6,按照查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B 其值用φb ' =1. 07- 经过计算得到强度:
0. 282
=0. 929
φb
σ=
M 24430000
==142. 15N /mm 2
水平钢梁的稳定性计算σ
1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下: 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.49kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:σ=
N
≤[f ] A
其中[f ]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f ]= 50N/mm²;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径:
d =
2N 2⨯9490
==11mm F π50⨯3. 1415
故水平钢梁与楼板的锚固环所用钢筋最小直径不小于13mm 。