脚手架平台牛腿计算

建模：脚手架的荷载按照12KN/m以及12.6Kn/m的线性荷载加载，脚手架支架用I36

应力图

最大应力为166Mpa

位移图

最大位移31mm

2 预埋牛腿计算

2.1 牛腿设计

受力最大的牛腿反力如下：

牛腿下部所受的剪力=88.5KN，N=136KN，M=21.3KN.m，牛腿用锚筋为8根φ20螺纹钢，锚板与锚筋之间用锥形套筒连接，牛腿与锚板之间为10mm双面角焊缝。

2.2牛腿下部锚筋

⑴ 锚固深度

根据《建筑施工计算手册》（第8章模板工程），锚固强度按下式计算：

F=

锚固深度计算时，应考虑一定的安全度：

式中：

F—锚固力，即作用于锚筋上的轴向拔出力（N）；

d—锚筋直径（mm）；

h—锚筋在混凝土中的锚固深度（mm）；

—混凝土与锚筋的容许粘结强度（N/mm2），取2.0N/mm2；

作用位置及锚筋布置见图如下：

假设以牛腿最下面一排锚筋为转动铰，通过力矩平衡计算的F1=54KN，F2=35.8，F3=17.9，以最大拉力计算锚固深度，则=215mm，按规范要求锚筋长度全部取 30cm

⑵ 锚筋抗剪计算

AS—锚筋总截面面积，AS=2513mm²；

M—弯矩，M=21.3 KN.m

fsd—钢筋抗拉、抗压强度设计值，取210MPa；

αr—锚筋层影响系数，取0.85；

αv=（4-0.08d）×（fcd/fsd）1/2=（4-0.08×20）×（22.4/210）1/2=0.792>0.7,安照0.7取；

αb=(0.6+0.25×t/d)/[1-0.055*(b/t-8)]=0.995；

0.5Fc.A=0.5*22.4*280000=3136KN>136KN

z—沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离，为510mm。

由计算可知，AS=2513mm²>382 mm²,满足要求！

1.3.下部牛腿计算

1.3.1牛腿焊缝

焊条采用E43系列，手工焊，焊缝均采用hf＝8mm角焊缝周边围焊，,腹板上竖向焊缝有效截面面积为:Aw=5.6×374×2=41mm2

全部焊缝对X轴的惯性矩为: IW=2×5.6×136×207.82+4×5.6×57.4×184.22 +5.6×3743×2/12=15805cm4   

焊缝最外边缘的抵抗矩为

W1=15805/21.06=750.5cm3 

翼缘和腹板连接处的抵抗矩为

W2=15805/18.7=845cm3

牛腿翼缘和腹板交接处有弯矩引起的应力和剪力引起的应力共同作用 ：

1.3.2牛腿计算：

牛腿用I36，经过计算可知I36截面y轴方向稳定性满足要求，下部牛腿的应力为53.3MPa

1.4:牛腿上部计算

1.4.1锚筋计算

牛腿上部所受的剪力=92.1KN，N=136KN，M=80KN.m

假设以牛腿最下面一排锚筋为转动铰，通过力矩平衡计算的弯矩引起的反力F1= 100.8KN，F2=67.2KN，F3=33.6KN，拉力引起的F1=F2=F3=F4=34KN，受力最大锚筋为最上面一排锚筋。以最大拉力计算锚固深度

锚固深度计算时，应考虑一定的安全度：

最上面两排锚筋均按照0.65米长度下料，最下面两排按照0.6米下料

1.4.2.角焊缝计算

腹板上竖向焊缝有效截面面积为:

Aw=5.6×312.4×2=3499mm2， 

焊条采用E43系列，手工焊，焊缝均采用hf＝8mm角焊缝周边围焊，IW=2×5.6×136×185.62+4×5.6×57.4×161.42 +5.6×328.43×2/12=110cm4   

W1=110/18.56=0.6cm3 

工字钢上翼缘危险点应力

W2=110/16.4=725cm3

工字钢翼缘与腹板交汇点应力