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悬挑工字钢U型螺栓固定构造

2020-01-06 来源:乌哈旅游
多排悬挑架主梁验算计算书

计算依据:

1、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010 2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 3、《钢结构设计规范》GB50017-2003

一、基本参数

悬挑方式 主梁与建筑物连接方式 锚固螺栓直径d(mm) 主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm) 梁/楼板混凝土强度等级 C25 混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm) 2锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm) 50 2普通主梁悬挑 平铺在楼板上 14 100 主梁间距(mm) 锚固点设置方式 主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm) 主梁建筑物内锚固长度Lm(mm) 900 U型锚固螺栓 4400 1600 2.5 二、荷载布置参数

支撑件上下固定点支撑件上下固定点距主梁外锚固点水支撑点号 支撑方式 平距离(mm) L1(mm) 1 2 下撑 上拉 2300 4300 3300 5700 L2(mm) 2200 2000 否 是 的垂直距离的水平距离是否参与计算

作用点号 1 2 各排立杆传至梁上荷载标准值F'(kN) 15 15 各排立杆传至梁上荷载设计值F(kN) 15 15 各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm) 200 1200 主梁间距la(mm) 900 900 3 4 15 15 15 15 2000 3000 900 900 附图如下:

平面图

立面图

三、主梁验算

主梁材料类型 主梁材料规格 主梁截面惯性矩Ix(cm) 主梁自重标准值gk(kN/m) 4工字钢 16号工字钢 1130 0.205 主梁合并根数nz 主梁截面积A(cm) 主梁截面抵抗矩Wx(cm) 主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm) 主梁弹性模量E(N/mm) 22321 26.1 141 215 206000 2主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm) 125 荷载标准值: q'=gk=0.205=0.2kN/m 第1排:F'1=F1'/nz=15/1=15kN 第2排:F'2=F2'/nz=15/1=15kN 第3排:F'3=F3'/nz=15/1=15kN 第4排:F'4=F4'/nz=15/1=15kN

荷载设计值:

q=1.2×gk=1.2×0.205=0.25kN/m 第1排:F1=F1/nz=15/1=15kN 第2排:F2=F2/nz=15/1=15kN 第3排:F3=F3/nz=15/1=15kN 第4排:F4=F4/nz=15/1=15kN

1、强度验算

弯矩图(kN·m)

σmax=Mmax/W=26.14×106/141000=185.42N/mm2≤[f]=215N/mm2 符合要求! 2、抗剪验算

剪力图(kN)

τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=44.12×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=52.14N/mm2

τmax=52.14N/mm2≤[τ]=125N/mm2 符合要求! 3、挠度验算

变形图(mm)

νmax=16.25mm≤[ν]=2×lx/400=2×4400/400=22mm 符合要求! 4、支座反力计算

R1=-16.14kN,R2=60.66kN,R3=16.98kN

四、上拉杆件验算

钢丝绳型号 钢丝绳直径(mm) 6×37 19.5 钢丝绳公称抗拉强度(N/mm) 钢丝绳不均匀系数α 21550 0.85 钢丝绳安全系数k 9 钢丝绳绳夹型式 钢丝绳绳夹数量[n] 花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm) 焊缝厚度he(mm) 角焊缝强度设计值ftw(N/mm) 22马鞍式 3 170 10 160 拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN) 15.19 花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm) 12 主梁拉环直径d(mm) 焊缝长度lw(mm) 20 100

钢丝绳绳卡作法

钢丝绳连接吊环作法

上拉杆件角度计算:

α1=arctanL1/L2=arctan(5700/2000)=70.67° 上拉杆件支座力: RS1=nzR3=1×16.98=16.98kN

主梁轴向力:

NSZ1=RS1/tanα1=16.98/tan70.67°=5.96kN 上拉杆件轴向力:

NS1=RS1/sinα1=16.98/sin70.67°=18kN

上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=18kN 钢丝绳:

查(《建筑施工计算手册》江正荣 著 2001年7月第一版)表13-4、13-5、13-6得,钢丝绳破断拉力总和:Fg=218.5kN

[Fg]=α× Fg/k=0.85×218.5/9=20.64kN≥NS=18kN 符合要求! 绳夹数量:

n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×20.64/(2×15.19)=2个≤[n]=3个 符合要求! 花篮螺栓验算:

σ=[Fg]/(π×de2/4)=20.64×103/(π×122/4)=182.46N/mm2>[ft]=170N/mm2 不符合要求,增大花篮螺栓直径或减小卸荷间距! 拉环验算:

σ =[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×20.64×103/(π×202)=32.84N/mm2≤[f]=65N/mm2 注:[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》9.7.6 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2 符合要求! 角焊缝验算:

σf=NS/(he×lw)=18×103/(10×100)=18N/mm2 ≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2 正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22 符合要求!

五、悬挑主梁整体稳定性验算

主梁轴向力:N =[(NSZ1)]/nz=[(5.96)]/1=5.96kN 压弯构件强度:

σmax=Mmax/(γW)+N/A=26.14×106/(1.05×141×103)+5.96×103/2610=178.87N/mm2≤[f]

=215N/mm2

塑性发展系数γ 符合要求!

受弯构件整体稳定性分析:

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)得,φb=0.99

由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到 φb值为0.79。

σ = Mmax/(φbWx)=26.14×106/(0.79×141×103)=236.16N/mm2>[f]=215N/mm2 不符合要求,调整主梁材料类型!

六、锚固段与楼板连接的计算

主梁与建筑物连接方式 U型锚固螺栓直径d(mm) 梁/楼板混凝土强度等级 平铺在楼板上 14 C25 锚固点设置方式 主梁建筑物内锚固长度Lm(mm) 混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm) 2锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm) 50 2U型锚固螺栓 1600 2.5 1、螺栓粘结力锚固强度计算 锚固点锚固螺栓受力:N/2 =8.07kN

螺栓锚固深度:h ≥ N/(4×π×d×[τb])=16.14×103/(4×3.14×14×2.5)=36.7mm 螺栓验算:

σ=N/(4×π×d2/4)=16.14×103/(4×π×142/4)=26.21kN/mm2≤0.85×[ft]=42.5N/mm2 符合要求!

2、混凝土局部承压计算如下 混凝土的局部挤压强度设计值: fcc=0.95×fc=0.95×11.9=11.3N/mm2

N/2 =8.07kN ≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(702-3.14×142/4)×11.3/1000=107.31kN 注:锚板边长b一般按经验确定,不作计算,此处b=5d=5×14=70mm 符合要求!

结论和建议:

1.花篮螺栓验算,不符合要求,增大花篮螺栓直径或减小卸荷间距! 2.受弯构件整体稳定性验算,不符合要求,调整主梁材料类型!

悬挑工字钢U型螺栓固定构造

1——木楔侧向楔紧;2——两根1.5m 长直径18mmHRB335 钢筋

注:锚固段长度为悬挑段长度的1.25倍。悬挑工字钢U型螺栓布置按上图布置。

悬挑工字钢穿墙构造 1——木楔楔紧

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