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杭州万家星城脚手架专项施工方案

悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN·m)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：

绿色保障性住房施工图设计文件技术审查要点（陕西省住建厅2014年12月）R[1] = 16.405 kN；

R[2] = 13.549 kN；

最大弯矩 Mmax= 1.978 kN·m；

最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 1.978×106 /( 1.05 ×141000 )+ 9.471×103 / 2610 = 16.988 N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值 16.988 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求！

九、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

σ = M/φbWx ≤ [f]

经过计算得到最大应力 σ = 1.978×106 /( 0.93×141000 )= 15.099 N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算 σ = 15.099 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

RAH = ΣRUicosθi

其中RUicosθi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力 RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：

RU1=18.943 kN；

十一、拉绳的强度计算:

钢丝拉绳(支杆)的内力计算：

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算，为

RU=18.943 kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径17mm。

[Fg] = aFg/K

得到：[Fg]=26.067KN>Ru＝18.943KN。

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为

N=RU=18.943kN

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为

σ = N/A ≤ [f]

其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；

所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(18943×4/(3.142×50×2)) 1/2 =15.5mm；

实际拉环选用直径D=16mm 的HPB235的钢筋制作即可。

十二、锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

h ≥ N/πd[fb]

433/(3.142×20×1.27)=5.426mm。

螺栓的轴向拉力N=0.433kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=67.51kN，满足要求！

2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:

经过计算得到公式右边等于115.26 kN，大于锚固力 N=13.55 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!

悬挑长度3.95米的多排（四排）工字钢悬挑架计算

主梁与建筑物连接方式:主梁平铺在建筑物楼面上

建筑物外悬挑长度m(m):3.952

建筑物内锚固长度t(m):2

锚固压点方式:螺栓，螺栓直径(mm):20

楼板混凝土强度等级:C25

2.主梁材料及性能参数

主梁截面类型:工字钢，主梁规格:16号工字钢

3.立杆作用主梁上的力

序号 主梁上的力大小(kN) 作用点离墙距离(m)

1 7.8 3.85

2 7.8 2.8

3 5.8 1.3

4 5.8 0.25

主梁上面采用钢丝绳与建筑物联结。

钢丝绳型号:6×19，公称抗拉强度(N/mm2):1400，钢丝绳直径(mm):18.5；

钢丝绳安全系数取:5.5，钢丝绳不均匀系数α:0.85；

钢丝绳平行布置，与梁夹角为60°；

支撑距离墙长度(m):2.95；

主梁按照悬臂连续梁计算

主梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2，重量m=20.5kg/m。

主梁自重荷载设计值 q=1.2×20.5×10/1000=0.246kN/m；

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架主梁计算简图

悬挑脚手架主梁剪力图(kN)

悬挑脚手架主梁弯矩图(kN·m)

悬挑脚手架主梁变形图(mm)

各支座对主梁的支撑反力由左至右分别为：

R1=20.89kN；R2=8.1kN；R3=0.33kN；

最大弯矩：Mmax=7.142kN·m；

σmax=Mmax/γW+N/A ≤f

经计算得出σmax=7.142×106/(1.05×141000)+12.06×103/2610=52.862N/mm2

主梁的正应力计算值σmax=52.862N/mm2小于钢材抗弯强度设计值f=215N/mm2，满足要求。

三、主梁的整体稳定性计算:

主梁采用16号工字钢，计算公式如下：

σ = M/φbWx ≤[f]

经过计算得到最大应力 σ =7.142×106/(0.58×141000)=87.332N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ =87.332N/mm2小于[f]=215N/mm2,满足要求!

钢丝绳产生的支座力：R1=20.894；

钢丝绳的拉力为：RU1=R1/sinα1=20.89/sin60°=24.13kN；

钢丝绳最大拉力为：RUmax=24.126kN；

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径18.5mm。

得到：[Fg]=0.85×180/5.5=27.818kN > Ru=24.126kN。

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

2.钢丝绳拉环强度计算

钢丝绳的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为N=RUmax=24.126kN

钢丝绳的拉环的强度计算公式为：

σ = N/A≤[f]

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；

所需要的钢丝绳的拉环最小直径：Dmin=[24126×4/(3.142×50×2)]1/2=17.5mm；

实际拉环选用直径D=18mm 的HPB235的钢筋制作即可。

六、锚固段与楼板连接的计算:

1.螺栓粘结力锚固强度计算：

h ≥ N/πd[fb]

h≥0.328×103/(3.142×20×1.27)=4.11mm。

螺栓的轴向拉力N=0.328kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=52.604kN，满足要求！

2.混凝土局部承压计算如下：

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:

公式右边等于115.26 kN，大于锚固力 N=8.10 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!

C、转角处联梁型钢悬挑计算书

按照集中荷载作用下的简支梁计算

集中荷载P传递力，P = 12.056 kN；

支撑按照简支梁的计算公式

经过简支梁的计算得到:

通过联梁传递到支座的最大力为(考虑到支撑的自重) 2×12.056 + 3×0.246 = 24.85 kN;

最大弯矩(考虑到支撑的自重) Mmax= 2 /8×12.056×3+0.246×3×3 /8= 9.319 kN·m;

最大应力 = 9.319×106 / 141000 = 66.09 N/mm2;

水平支撑梁的最大应力计算值 66.09 小于 205.0N/mm2,满足要求!

2、水平型钢梁的受力计算:

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。 本处工字钢与楼面边梁或楼板筋对焊，锚入长度不少于150cm，采用双面焊接，焊缝长度不少于10d。（d为钢筋直径）

本方案中，脚手架排距为1050mm，内排脚手架距离墙体360mm，支拉斜杆的支点距离墙体为 1470mm。

水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130 cm4，截面抵抗矩W = 141 cm3，截面积A = 26.1 cm2。

根据前面计算结果，受脚手架作用的联梁传递集中力(即传递到支座的最大力) N=24.85 kN；

水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.1×0.0001×78.5 = 0.246 kN/m；

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图

悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN·m)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：

R[1] = 26.042 kN；

R[2] = 64.872 kN；

最大弯矩 Mmax= 6.112 kN·m；

最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 6.112×106 /( 1.05 ×141000 )+ 15.035×103 / 2610 = 47.043 N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值 47.043 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求！

3、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

σ = M/φbWx ≤ [f]

经过计算得到最大应力 σ = 6.11×106 /( 0.853×141×1000 )=50.811 N/mm2；

水平钢梁的稳定性验算 σ =50.811 N/mm2 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

RAH = ΣRUicosθi

其中RUicosθi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力 RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：

RU1=30.071 kN；

钢丝拉绳(支杆)的内力计算：

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算，为

RU=30.071 kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa，直径15.5mm。

[Fg] = aFg/K

得到：[Fg]=33.636KN>Ru＝30.071KN。

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为

N=RU=30.071kN

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为

σ = N/A ≤ [f]

其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；

所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(30071×4/(3.142×50×2)) 1/2 =19.6mm；

实际拉环选用直径D=20mm 的HPB235的钢筋制作即可。

6、型钢与建筑物连接的计算

水平钢梁与楼板采用对接焊缝，弯矩和剪力共同作用的对接焊缝计算如下：

对接焊缝在正应力与剪应力作用计算公式为

σ = N/A f = F/A (σ2+3f2)1/2 ≤ 1.1ft

CNCA-CURC-07：2019 城市轨道交通装备产品认证实施规则 特定要求—城市轨道交通车辆车钩缓冲装置经过计算得到焊缝正应力σ= N/A =15.035×103/(26.100×102)=5.761N/mm2；

焊缝剪应力f = F/A =40.727×103/(26.100×102)=15.61N/mm2；

对接焊缝的折算应力(5.761×5.761+3×15.61×15.61)0.5=27.65N/mm2；

对接焊缝的正应力σ=5.761 N/mm2小于焊缝的抗压强度215.000 N/mm2，满足要求；

对接焊缝的剪应力f =15.61 N/mm2小于焊缝的抗剪强度125.000 N/mm2，满足要求；

对接焊缝的折算应力27.65 N/mm2小于1.1×ft =203.500 N/mm2甘12J5-1：室外工程(一).pdf，满足要求！