第一節編制依據
《建築施工計算手冊》江正榮著中國建築工業出版社;
《建築施工手冊》第四版中國建築工業出版社、《鋼結構設計規範》GB50017-2003 中國建築工業出版社;
《建築結構荷載規範》GB50009-2001中國建築工業出版社;
《建築施工腳手架實用手冊(含垂直運輸設施)》中國建築工業出版社;
《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》JGJ130-2011 中國建築工業出版社;
《混凝土結構設計規範》GB50010-2010中國建築工業出版社;
《建築地基基礎設計規範》GB50007-2002中國建築工業出版社;
《建築施工安全檢查標準》JGJ59-2011中國建築工業出版社。
第二節工程概況
樓施工地點位於西至勝利路,南至長春街,東至光輝路,北至解放街總建築面積29952㎡。地上三十二層,會所一到五層為商品樓;12#樓一層到三十二層為住宅樓。建築物層高:3.15米、地下室為4.95m,其餘標準層為 3.15m.
第三節腳手架方案選擇
本工程考慮到施工工期、質量和安全要求,故在選擇方案時,應充分考慮以下幾點:
1、架體的結構設計,力求做到結構要安全可靠,造價經濟合理。
2、在規定的條件下和規定的使用期限內,能夠充分滿足預期的安全性和耐久性。
3、選用材料時,力求做到常見通用、可周轉利用,便於保養維修。
4、結構選型時,力求做到受力明確,構造措施到位,升降搭拆方便,便於檢查驗收;
5、綜合以上幾點,腳手架的搭設,還必須符合JCJ59-99檢查標準要求,要符合江西省文明標化工地的有關標準。
6、結合以上腳手架設計原則,同時結合本工程的實際情況,綜合考慮了以往的施工經驗,決定採用以下腳手架方案:普通懸挑架
第四節腳手架的材質要求
普通懸挑架
l、鋼管腳落地手架,選用外徑48mm,壁厚 3.20mm,鋼材強度等級Q235-A,鋼管表面應平直光滑,不應有裂紋、分層、壓痕、劃道和硬彎,新用的鋼管要有出廠合格證。腳手架施工前必須將入場鋼管取樣,送有相關國家資質的試驗單位,進行鋼管抗彎、抗拉等力學試驗,試驗結果滿足設計要求後,方可在施工中使用。
2、本工程鋼管腳手架的搭設使用可鍛鑄造扣件,應符合建設部《鋼管腳手扣件標準》JGJ22-85的要求,由有扣件生產許可證的生產廠家提供,不得有裂紋、氣孔、縮松、砂眼等鍛造缺陷,扣件的規格應與鋼管相匹配,貼和面應乾整,活動部位靈活,夾緊鋼管時開口處最小距離不小於5mm。鋼管螺栓擰緊力矩達70N.m時不得破壞。如使用舊扣件時,扣件必須取樣送有相關國家資質的試驗單位,進行扣件抗滑力等試驗,試驗結果滿足設計要求後方可在施工中使用。
3、搭設架子前應進行保養,除銹並統一塗色,顏色力求環境美觀。腳手架立桿、防護欄桿、踢腳桿統一漆黃色,剪力撐統一漆桔紅色。底排立桿、掃地桿均漆紅白相間色。
4、腳手板、腳手片採用符合有關要求。
5、安全網採用密目式安全網,網目應滿足2000目/100cm2,做耐貫穿試驗不穿透,1.6×1.8m的單張網重量在3kg以上,顏色應滿足環境效果要求,選用綠色。要求阻燃,使用的安全網必須有產品生產許可證和質量合格證,以及由溫州市建築安全監督管理部門發放的準用證。
6、連牆件採用鋼管,其材質應符合現行國家標準《碳素鋼結構》(GB/T 700)中Q235A鋼的要求。
7、型鋼水平懸挑桿採用16a號槽鋼,斜桿採用支桿採用5.6 號角鋼56 ×3 ×6.0 mm鋼管。
8、預埋螺栓的直徑為20.0 mm。
第五節腳手架的搭設流程及要求
普通懸挑架
懸挑腳手架搭設的工藝流程為:水平懸挑→縱向掃地桿→立桿 →橫向掃地桿→小橫桿→大橫桿(擱柵)→剪刀撐→連牆件→鋪腳手板→扎防護欄桿→扎安全網。
定距定位。根據構造要求在建築物四角用尺量出內、外立桿離牆距離,並做好標記;用鋼捲尺拉直,分出立桿位置,並用小竹片點出立桿標記;墊板、底座應準確地放在定位線上,墊板必須鋪放平整,不得懸空。
在搭設首層腳手架過程中,沿四周每框架格內設一道斜支撐,拐角除雙向增設,待該部位腳手架與主體結構的連牆件可靠拉接後方可拆除。當腳手架操作層高出連牆件兩步時,宜先立外排,後立內排。其餘按一下構造要求搭設。
主桿基礎
本工程腳手架地基礎部位應在回填土完後夯實,採用強度等級不低於C15的混凝土進行硬化,混凝土硬化厚度不小於10cm。地基承載能力能夠滿足外腳手架的搭設要求(具體計算數據參閱腳手架計算書)。
立桿間距
(1)腳手架立桿縱距1.5m,橫距1.05m,步距1.8m;連牆桿間距豎直3.6m,水平4.5m(即二步三跨):里立桿距建築物0.3m。
(2)腳手架的底部立桿採用不同長度的鋼管參差布置,使鋼管立桿的對接接頭交錯布置,高度方向相互錯開500mm以上,且要求相鄰接頭不應在同步同跨內,以保證腳手架的整體性。
(3)立桿應設定墊木,並設定縱橫方向掃地桿,連線於立腳點桿上,離底座20cm左右。
(4)立桿的垂直偏差應控制在不大於架高的1/400。
大橫桿、小橫桿設定
(1)大橫桿在腳手架高度方向的間距1.8m,以便立網掛設,大橫桿置於立桿裡面,每側外伸長度為150mm。
(2)外架子按立桿與大橫桿交點處設定小橫桿,兩端固定在立桿,以形成空間結構整體受力。
剪刀撐
腳手架外測立面的兩端各設定一道剪刀撐,並應由底至頂連續設定;中間各道剪刀撐之間的淨距離不應大於15m。剪刀撐斜桿的接長宜採用搭接,搭接長度不小於1m,應採用不少於2個鏇轉扣件固定。剪刀撐斜桿套用鏇轉扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上,鏇轉扣件中心線離主節點的距離不宜大於150mm。
腳手板、腳手片的鋪設要求
(1)腳手架里排立桿與結構層之間均應鋪設木板:板寬為200mm,里外立桿應滿鋪腳手板,無探頭板。
(2)滿鋪層腳手片必須垂直牆面橫向鋪設,滿鋪到位,不留空位,不能滿鋪處必須採取有效的防護措施。
(3)腳手片須用18鉛絲雙股並聯綁紮,不少於4點,要求綁紮牢固,交接處平整,鋪設時要選用完好無損的腳手片,發現有破損的要及時更換。
防護欄桿
(1)腳手架外側使用建設主管部門認證的合格綠色密目式安全網封閉,且將安全網固定在腳手架外立桿里側。
(2)選用18鉛絲張掛安全網,要求嚴密、平整。
(3)腳手架外側必須設1.2m高的防護欄桿和30cm高踢腳桿,頂排防護欄桿不少於2道,高度分別為0.9m和1.3m。
(4)腳手架內側形成臨邊的(如遇大開間門窗洞等),在腳手架內側設1.2m的防護欄桿和30cm高踢腳桿。
連牆件
(1)腳手架與建築物按水平方向4.5m,垂直方向3.6m,設一拉結點。樓層高度超過4m,則在水平方向加密,如樓層高度超過6m時,則按水平方向每6m設定一道斜拉鋼絲繩。
(2)拉結點在轉角範圍內和頂部處加密,即在轉角l米以內範圍按垂直方向每3.6米設一拉結點。
(3)拉結點應保證牢固,防止其移動變形,且儘量設定在外架大小橫桿接點處。
(4)外牆裝飾階段拉結點,也須滿足上述要求,確因施工需要除去原拉結點時,必須重新補設可靠,有效的臨時拉結,以確保外架安全可靠。
架體內封閉
(1)腳手架的架體裡立桿距牆體淨距為200mm,如因結構設計的限制大於200mm的必須鋪設站人片,站人片設定平整牢固。
(2)腳手架施工層里立桿與建築物之間應採用腳手片或木板進行封閉。
(3)施工層以下外架每隔3步以及底部用密目網或其他措施進行封閉。
支承結構型鋼的縱向間距與上部腳手架立桿的縱向間距相同,立桿直接支承在懸挑的支承結構上。上部腳手架立桿與支承結構應有可靠的定位連線措施,以確保上部架體的穩定。通常採用在挑梁或縱向鋼粱上焊接150-200mm、外徑φ40mm的鋼管,立桿套座其外,並同時在立桿下部設定掃地桿。
第六節腳手架計算書
普通懸挑架
一、參數信息:
腳手架參數
雙排腳手架搭設高度為 15.0 米,立桿採用單立桿;
搭設尺寸為:立桿的縱距為 1.50米,立桿的橫距為1.00米,立桿的步距為1.80 米;
內排架距離牆長度為0.30米;
大橫桿在上,搭接在小橫桿上的大橫桿根數為 2 根;
腳手架沿牆縱向長度為 120 米;
採用的鋼管類型為 Φ48×3.2;
橫桿與立桿連線方式為單扣件;取扣件抗滑承載力係數 0.80;
連牆件布置取兩步三跨,豎向間距 3.60 米,水平間距4.50 米,採用扣件連線;
連牆件連線方式為雙扣件連線;
活荷載參數
施工均布荷載標準值(kN/m):2.000;腳手架用途:裝修腳手架;
同時施工層數:2 層;
風荷載參數
本工程地處浙江省溫州市,查荷載規範基本風壓為0.600,風荷載高度變化係數μz為0.740,風荷載體型係數μs為0.649;
計算中考慮風荷載作用;
靜荷載參數
每米立桿承受的結構自重荷載標準值(kN/m):0.1248;
腳手板自重標準值(kN/m):0.300;欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.150;
安全設施與安全網自重標準值(kN/m):0.005;腳手板鋪設層數:5 層;
腳手板類別:竹笆片腳手板;欄桿擋板類別:欄桿、竹笆片腳手板擋板;
水平懸挑支撐梁
懸挑水平鋼樑採用16a號槽鋼,其中建築物外懸挑段長度1.50米,建築物內錨固段長度 2.00 米。
與樓板連線的螺栓直徑(mm):20.00;
樓板混凝土標號:C25;
拉繩與支桿參數
支撐數量為:1;
鋼絲繩安全係數為:6.000;
鋼絲繩與牆距離為(m):1.200;
懸挑水平鋼樑採用鋼絲繩與建築物拉結,最裡面面鋼絲繩距離建築物 1.20 m。
大橫桿的計算
按照《扣件式鋼管腳手架安全技術規範》(JGJ130-2001)第5.2.4條規定,大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。
均布荷載值計算
大橫桿的自重標準值:P1=0.035 kN/m ;
腳手板的自重標準值:P2=0.300×1.000/(2+1)=0.100 kN/m ;
活荷載標準值: Q=2.000×1.000/(2+1)=0.667 kN/m;
靜荷載的設計值: q1=1.2×0.035+1.2×0.100=0.162 kN/m;
活荷載的設計值: q2=1.4×0.667=0.933 kN/m;
圖1 大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)
圖2 大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)
強度驗算
跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。
跨中最大彎距計算公式如下:
跨中最大彎距為M1max=0.08×0.162×1.500+0.10×0.933×1.500 =0.239 kN.m;
支座最大彎距計算公式如下:
支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.162×1.500-0.117×0.933×1.500 =-0.282 kN.m;
選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算:
σ=Max(0.239×10,0.282×10)/4730.0=59.619 N/mm;
大橫桿的最大彎曲應力為 σ= 59.619 N/mm小於 大橫桿的抗壓強度設計值 [f]=205.0 N/mm,滿足要求!
撓度驗算
最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度。
計算公式如下:
其中:
靜荷載標準值: q1= P1+P2=0.035+0.100=0.135 kN/m;
活荷載標準值: q2= Q =0.667 kN/m;
最大撓度計算值為:
V= 0.677×0.135×1500.0/(100×2.06×10×113600.0)+0.990×0.667×1500.0/(100×2.06×10×113600.0) = 1.626 mm;
大橫桿的最大撓度 1.626 mm 小於大橫桿的最大容許撓度 1500.0/150 mm與10 mm,滿足要求!
小橫桿的計算
根據JGJ130-2001第5.2.4條規定,小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載,在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。
荷載值計算
大橫桿的自重標準值:p1= 0.035×1.500 = 0.053 kN;
腳手板的自重標準值:P2=0.300×1.000×1.500/(2+1)=0.150 kN;
活荷載標準值:Q=2.000×1.000×1.500/(2+1) =1.000 kN;
集中荷載的設計值: P=1.2×(0.053+0.150)+1.4 ×1.000 = 1.644 kN;
小橫桿計算簡圖
強度驗算
最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎矩和
均布荷載最大彎矩計算公式如下:
Mqmax = 1.2×0.035×1.000/8 = 0.005 kN.m;
集中荷載最大彎矩計算公式如下:
Mpmax = 1.644×1.000/3 = 0.548 kN.m ;
最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.553 kN.m;
最大應力計算值 σ = M / W = 0.553×10/4730.000=116.959 N/mm;
小橫桿的最大應力計算值 σ =116.959 N/mm小於 小橫桿的抗壓強度設計值 205.000 N/mm,滿足要求!
撓度驗算
最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:
Vqmax=5×0.035×1000.0/(384×2.060×10×113600.000) = 0.020 mm ;
大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.053+0.150+1.000 = 1.203 kN;
集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:
Vpmax = 1203.100×1000.0×(3×1000.0-4×1000.0/9 ) /(72×2.060×10
×113600.0) = 1.825 mm;
最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.020+1.825 = 1.844 mm;
小橫桿的最大撓度和 1.844 mm 小於 小橫桿的最大容許撓度 1000.000/150=6.667與10 mm,滿足要求!
扣件抗滑力的計算
按規範表5.1.7,直角、鏇轉單扣件承載力取值為8.00kN,按照扣件抗滑承載力係數0.80,該工程實際的鏇轉單扣件承載力取值為6.40kN。
縱向或橫向水平桿與立桿連線時,扣件的抗滑承載力按照下式計算(規範5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承載力設計值,取6.40 kN;
R -- 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值;
大橫桿的自重標準值: P1 = 0.035×1.500×2/2=0.053 kN;
小橫桿的自重標準值: P2 = 0.035×1.000=0.035 kN;
腳手板的自重標準值: P3 = 0.300×1.000×1.500/2=0.225 kN;
活荷載標準值: Q = 2.000×1.000×1.500 /2 = 1.500 kN;
荷載的設計值: R=1.2×(0.035+0.225)+1.4×1.500=2.412 kN;
R < 6.40 kN,單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!
腳手架立桿荷載的計算
作用於腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容:
(1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN),為0.1248
NG1 = [0.1248+(1.50×2/2+1.50×2)×0.035/1.80]×15.00 = 3.200;
(2)腳手板的自重標準值(kN/m);採用竹笆片腳手板,標準值為0.30
NG2= 0.300×5×1.500×(1.000+0.3)/2 = 1.463 kN;
(3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m);採用欄桿、竹笆片腳手板擋板,標準值為0.15
NG3 = 0.150×5×1.500/2 = 0.563 kN;
(4)吊掛的安全設施荷載,包括安全網(kN/m);0.005
NG4 = 0.005×1.500×15.000 = 0.112 kN;
經計算得到,靜荷載標準值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.337 kN;
活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和,內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。
經計算得到,活荷載標準值
NQ= 2.000×1.000×1.500×2/2 = 3.000 kN;
風荷載標準值按照以下公式計算
其中 Wo -- 基本風壓(kN/m),按照《建築結構荷載規範》(GB50009-2001)的規定採用:
Wo = 0.600 kN/m;
Uz -- 風荷載高度變化係數,:
Uz= 0.740 ;
Us -- 風荷載體型係數:取值為0.649;
經計算得到,風荷載標準值
Wk = 0.7 ×0.600×0.740×0.649 = 0.202 kN/m;
不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式
N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×5.337+ 1.4×3.000= 10.604 kN;
考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×5.337+ 0.85×1.4×3.000= 9.974 kN
風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW 為
Mw = 0.85 ×1.4WkLah/10 =0.850 ×1.4×0.202×1.500×
1.800/10 = 0.117 kN.m;
立桿的穩定性計算
不組合風荷載時,立桿的穩定性計算公式為:
立桿的軸向壓力設計值:N =10.604 kN;
計算立桿的截面迴轉半徑:i = 1.59 cm;
計算長度附加係數參照《扣件式規範》表5.3.3得:k = 1.155 ;
計算長度 ,由公式 lo = kμh 確定 :l0 = 3.119 m;
長細比 Lo/i = 196.000 ;
軸心受壓立桿的穩定係數φ,由長細比 lo/i 的計算結果查表得到:φ= 0.188 ;
立桿淨截面面積 : A = 4.50 cm;
立桿淨截面模量(抵抗矩) :W = 4.73 cm;
鋼管立桿抗壓強度設計值:[f] =205.000 N/mm;
σ = 10604.000/(0.188×450.000)=125.348 N/mm;
立桿穩定性計算 σ = 125.348 N/mm小於 立桿的抗壓強度設計值 [f] = 205.000 N/mm,滿足要求!
考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式
立桿的軸心壓力設計值:N =9.974 kN;
計算立桿的截面迴轉半徑:i = 1.59 cm;
計算長度附加係數參照《扣件式規範》表5.3.3得: k = 1.155 ;
計算長度係數參照《扣件式規範》表5.3.3得:μ = 1.500 ;
計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定:l0 = 3.119 m;
長細比: L0/i = 196.000 ;
軸心受壓立桿的穩定係數φ,由長細比 lo/i 的結果查表得到:φ= 0.188
立桿淨截面面積 : A = 4.50 cm;
立桿淨截面模量(抵抗矩) :W = 4.73 cm;
鋼管立桿抗壓強度設計值:[f] =205.000 N/mm;
σ = 9974.400/(0.188×450.000)+116656.499/4730.000 = 142.564 N/mm;
立桿穩定性計算 σ = 142.564 N/mm小於 立桿的抗壓強度設計值 [f] = 205.000 N/mm,滿足要求!
連牆件的計算
連牆件的軸向力設計值應按照下式計算:
Nl = Nlw + N0
風荷載標準值 Wk = 0.202 kN/m;
每個連牆件的復蓋面積內腳手架外側的迎風面積 Aw = 16.200 m;
按《規範》5.4.1條連牆件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN;
風荷載產生的連牆件軸向力設計值(kN),按照下式計算:
Nlw = 1.4×Wk×Aw = 4.575 kN;
連牆件的軸向力設計值 Nl = Nlw + N0= 9.575 kN;
連牆件承載力設計值按下式計算:
Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 軸心受壓立桿的穩定係數;
由長細比 l0/i = 300.000/15.900的結果查表得到 φ=0.949,l為內排架距離牆的長度;
又: A = 4.50 cm;[f]=205.00 N/mm;
連牆件軸向承載力設計值為 Nf = 0.949×4.500×10×205.000×10 = 87.545 kN;
Nl = 9.575 < Nf = 87.545,連牆件的設計計算滿足要求!
連牆件採用雙扣件與牆體連線。
由以上計算得到 Nl = 9.575小於雙扣件的抗滑力 16.0 kN,滿足要求!
連牆件扣件連線示意圖
懸挑梁的受力計算
懸挑腳手架的水平鋼樑按照帶懸臂的連續梁計算。
懸臂部分受腳手架荷載N的作用,里端B為與樓板的錨固點,A為牆支點。
本方案中,腳手架排距為1000mm,內排腳手架距離牆體300mm,支拉斜桿的支點距離牆體為 1200mm,
水平支撐梁的截面慣性矩I = 866.20 cm,截面抵抗矩W = 108.30 cm,截面積A = 21.95 cm。
受腳手架集中荷載 N=1.2×5.337 +1.4×3.000 = 10.604 kN;
水平鋼樑自重荷載 q=1.2×21.950×0.0001×78.500 = 0.207 kN/m;
懸挑腳手架示意圖
懸挑腳手架計算簡圖
經過連續梁的計算得到
懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN)
懸挑腳手架支撐梁變形圖(kN)
懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)
各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為
R = 13.782 kN;
R = 8.274 kN;
R = -0.124 kN。
最大彎矩 Mmax= 1.651 kN.m;
最大應力 σ =M/1.05W+N/A= 1.651×10 /( 1.05 ×108300.0 )+
0.000×10 / 2195.0 = 14.517 N/mm;
水平支撐梁的最大應力計算值 14.517 N/mm 小於 水平支撐梁的抗壓強度設計值 215.000 N/mm,滿足要求!
懸挑梁的整體穩定性計算
水平鋼樑採用16a號槽鋼,計算公式如下
其中φb -- 均勻彎曲的受彎構件整體穩定係數,按照下式計算:
φb = 570 ×10.0×63.0× 235 /( 1200.0×160.0×235.0) = 1.87
由於φb大於0.6,查《鋼結構設計規範》(GB50017-2003)附表B,得到 φb值為0.919。
經過計算得到最大應力 σ = 1.651×10 /( 0.919×108300.00 )= 16.582 N/mm;
水平鋼樑的穩定性計算 σ = 16.582 小於 [f] = 215.000 N/mm ,滿足要求!
拉繩的受力計算
水平鋼樑的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算
其中RUicosθi為鋼繩的拉力對水平桿產生的軸壓力。
各支點的支撐力 RCi=RUisinθi
按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為:
RU1=19.491 kN;
拉繩的強度計算
鋼絲拉繩(支桿)的內力計算
鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進行計算,為
RU=19.491 kN
如果上面採用鋼絲繩,鋼絲繩的容許拉力按照下式計算:
其中[Fg]-- 鋼絲繩的容許拉力(kN);
Fg -- 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN),
計算中可以近似計算Fg=0.5d,d為鋼絲繩直徑(mm);
α -- 鋼絲繩之間的荷載不均勻係數,對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8;
K -- 鋼絲繩使用安全係數。
計算中[Fg]取19.491kN,α=0.820,K=6.000,得到:
經計算,鋼絲繩最小直徑必須大於17.000mm才能滿足要求!
鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環強度計算
鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進行計算作為拉環的拉力N,為
N=RU=19.491kN
鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環的強度計算公式為
其中 [f] 為拉環受力的單肢抗剪強度,取[f] = 125N/mm;
所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環最小直徑 D=(1949.111×4/3.142×125.000) =15.000mm;
十二、錨固段與樓板連線的計算
1.水平鋼樑與樓板壓點如果採用鋼筋拉環,拉環強度計算如下:
水平鋼樑與樓板壓點的拉環受力 R=0.124 kN;
水平鋼樑與樓板壓點的拉環強度計算公式為:
其中 [f] 為拉環鋼筋抗拉強度,按照《混凝土結構設計規範》10.9.8條[f] = 50N/mm;
所需要的水平鋼樑與樓板壓點的拉環最小直徑 D=[123.680×4/(3.142×50×2)]1/2 =1.255 mm;
水平鋼樑與樓板壓點的拉環一定要壓在樓板下層鋼筋下面,並要保證兩側30cm以上搭接長度。
2.水平鋼樑與樓板壓點如果採用螺栓,螺栓粘結力錨固強度計算如下:
錨固深度計算公式:
其中 N -- 錨固力,即作用於樓板螺栓的軸向拉力,N = 0.124kN;
d -- 樓板螺栓的直徑,d = 20.000mm
[fb] -- 樓板螺栓與混凝土的容許粘接強度,計算中取1.270N/mm;
h -- 樓板螺栓在混凝土樓板內的錨固深度,經過計算得到 h 要大於
123.680/(3.142×20.000×1.270)=1.550mm。
3.水平鋼樑與樓板壓點如果採用螺栓,混凝土局部承壓計算如下:
混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式:
其中 N -- 錨固力,即作用於樓板螺栓的軸向壓力,N = 8.274kN;
d -- 樓板螺栓的直徑,d = 20.000mm;
b -- 樓板內的螺栓錨板邊長,b=5×d=100.000mm;
fcc -- 混凝土的局部擠壓強度設計值,計算中取0.950fc=11.900N/mm;
經過計算得到公式右邊等於115.26 kN,大於錨固力 N=8.27 kN ,樓板混凝土局部承壓計算滿足要求!