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1、目錄第一章建筑施工懸挑式鋼管腳手架結(jié)構(gòu)計算1、基本設(shè)計規(guī)定2、荷載3、設(shè)計計算3.1 、腳手架架體計算3.2 、懸挑梁計算第二章建筑施工懸挑式鋼管腳手架結(jié)構(gòu)計算實例1、工程概況2、腳手架搭設(shè)方案2.1 、腳手架搭設(shè)概況2.2 、腳手架平面布置圖、立面圖、剖面圖2.3 、腳手架搭設(shè)的構(gòu)造要求2.4 、腳手架搭設(shè)的安全措施2.5 、槽鋼梁式懸挑腳手架計算書、計算參數(shù)、桿件抗彎強度及撓度計算、扣件抗滑力計算、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算、立桿的穩(wěn)定性計算、連墻件的計算、槽鋼外伸梁計算( 1)、繪制計算簡圖及剖面圖( 2)、外伸鋼梁彎曲強度計算( 3)、外伸鋼梁整體穩(wěn)定性計算( 4)、外伸鋼梁剛度計算( 5)
2、、支座 A 處錨環(huán)校核( 6)、斜拉鋼絲繩計算第一章建筑施工懸挑式鋼管腳手架架體結(jié)構(gòu)計算一、基本設(shè)計規(guī)定:1、腳手架的承載能力應(yīng)按概率極限狀態(tài)設(shè)計法的要求,采用分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。2、計算構(gòu)件的強度, 穩(wěn)定性與連接強度時, 應(yīng)采用荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計值,永久荷載分項系數(shù)取1.2 ,可變荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.4 。3、腳手架的受彎構(gòu)件,尚應(yīng)根據(jù)正常使用極限狀態(tài)的要求驗算變形。驗算構(gòu)件變形時,應(yīng)采用荷載短期效應(yīng)組合的設(shè)計值。4、當(dāng)縱向或橫向水平桿的軸線對立桿軸線的偏心距不大于55mm時,立桿穩(wěn)定性計算中不考慮此偏心距的影響。5、有關(guān)極限狀態(tài)的概況:1 承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到其最
3、大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形的某一特定的狀態(tài)。如a 剛體失去平衡, b 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接節(jié)點構(gòu)造的承載因超過材料的強度而破壞或出現(xiàn)過度的塑性變形,c 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失穩(wěn)。在腳手架設(shè)計時主要考慮承載能力的極限狀態(tài),腳手架整體或局部喪失穩(wěn)定破壞是腳手架破壞的主要危險所在,應(yīng)是最主要的設(shè)計計算項目。2 正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定的特定狀態(tài)。二、荷載2.1 、荷載分類、作用于腳手架的荷載可分為永久荷載(恒荷載)與可變荷載(活荷載)。、永久荷載(恒荷載)可分為:1)、腳手架結(jié)構(gòu)自重,包括立桿,縱向水平桿,橫向水平桿,剪刀撐,橫向斜撐和扣件等的自重。2)、構(gòu)、配件自重,包
4、括腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護設(shè)施的自重。、可變荷載(活荷載)可分為:1)、施工荷載,包括作業(yè)層上的人員、器具和材料的自重。2)、風(fēng)荷載。2.2 、荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值的定義結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計時采用的各種荷載的基本代表值。、永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合下列規(guī)定:1、每立方米桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(見表-1 )表 -1 : 48× 3.5 鋼管腳手架每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(KN/m)步距腳手架類型縱距( m)( m)1.21.51.82.02.11.20雙排0.14890.16110.17340.18150.18561.35雙排0.13790.14910.16010.16740.171
5、11.50雙排0.12910.13940.14950.15620.15961.80雙排0.11610.12480.13370.13950.14242.00雙排0.10940.11760.12590.13120.1338注: 1)、雙排腳手架每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值是指內(nèi)、外立桿的平均值。2 )、結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值的計算條件如下:構(gòu)配件取值:直角扣件:按每個主節(jié)點處二個,每個自重13.2N ;旋轉(zhuǎn)扣件:按剪刀撐每個扣接點一個,每個自重14.6N ;對接扣件:按每 6.5m 長的鋼管一個,每個自重14.6N ;橫向水平桿每個主節(jié)點一根,取2.2m 長;鋼管尺寸: 48× 3.5 ,每米自
6、重38.4N/m 。2、構(gòu)、配件自重,包括腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護設(shè)施的自重。(見表-2 )表 -2 :常用腳手架構(gòu)、配件自重標(biāo)準(zhǔn)值類別2標(biāo)準(zhǔn)值 KN/m竹串片腳手板(厚50mm)0.35欄桿、木腳手板擋板(h=180)0.14密目安全網(wǎng)0.005、可變荷載(活荷載)標(biāo)準(zhǔn)值1、施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(見表-3 )。表 -3 :施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值類別標(biāo)準(zhǔn)值 KN/m2裝修腳手架2結(jié)構(gòu)腳手架3注: 1)、斜道均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)低于2 KN/m2;2 )、腳手架設(shè)計計算時,一般取二層同時裝飾施工時的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值。2、作用于腳手架上的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,按下式計算:WK 0.7Z S 0(2
7、.2.1)2式中 W K 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值( KN/m)Z 風(fēng)壓高度變化系數(shù),按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范( GBJ9)的規(guī)定采用,見表 -4 、 5S 腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù),按表-6 采用20 基本風(fēng)壓( KN/m),按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范( GBJ9)的規(guī)定采用。是根據(jù)重現(xiàn)期為30 年確定的,而腳手架使用期較短,一般為2-5 年,遇強勁風(fēng)的概率很小,故參考英國標(biāo)準(zhǔn)乘以0.7 的系數(shù)。表 -4 :地面粗糙度分類序號類 別地面1A 類近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)2B 類田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的中小城市和大城市郊區(qū)3C 類密集建筑群的大城市城區(qū)表 -5 :風(fēng)壓高度變
8、化系數(shù)Z離地面或海面高度地面粗糙度分類(m)ABC51.170.800.54101.381.000.71151.521.140.84201.631.250.94301.801.421.11401.921.561.24502.031.671.36602.121.771.46702.201.861.55表 -6 :腳手架的風(fēng)荷載體型系數(shù)S背靠建筑物的狀況全封閉墻敞開框架和開洞墻全封閉、半封閉1.0 1.3 腳手架狀況敞開st注:1)、 st值可將腳手架視為桁架,按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 ( GBJ9)表 6.3.1第 32 項和第 36 項的規(guī)定計算;第 32項規(guī)定:對圓鋼桿件按序號36(
9、b) 采用;第 36項規(guī)定:桁架整體計算時的體型系數(shù)s當(dāng)0 d 20.002時,s1.2,當(dāng)0 d 20.015時,s0.7,中間值按插值法計算。2 )、為擋風(fēng)系數(shù),1.2A n,其中 An 為擋風(fēng)面積,Aw 為迎風(fēng)面積, 1.2 節(jié)Aw點面積增大系數(shù)。2.3 、荷載效應(yīng)組合、設(shè)計腳手架的承重構(gòu)件時,應(yīng)根據(jù)使用過程中可能出現(xiàn)的荷載取其最不利組合進(jìn)行計算。荷載效應(yīng)組合見表-7.表 -7 :荷載效應(yīng)組合計算項目荷載效應(yīng)組合縱向、橫向水平桿強度與變形永久荷載 +施工均布荷載1 永久荷載 +施工均布荷載腳手架立桿穩(wěn)定 永久荷載 +0.85( 施工均布荷載 +風(fēng)荷載 )2連墻件承接力雙排架:風(fēng)荷載 +5
10、.0KN ( N 0 )注: N 0 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力,為起到對腳手架發(fā)生橫向整體失穩(wěn)的約束作用,連墻件能承受腳手架平面外變形所產(chǎn)生的連墻件軸向力。此外,連墻件還要承受施工荷載偏心作用產(chǎn)生的水平力。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論,屈曲剪力可取壓桿穩(wěn)定承載力的2%。由于施工荷載偏心作用產(chǎn)生的水平力比較復(fù)雜,難以給出水平力數(shù)據(jù),故考慮其作用與連墻件軸力合在一起暫取為N0 。三、設(shè)計計算1、腳手架架體計算:1.1 、縱向水平桿、橫向水平桿計算:1 大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面 (南方做法);2 等跨連續(xù)梁最不利內(nèi)力的荷載布置:1)、恒載應(yīng)布置在各跨;2)、
11、計算其跨中最大正彎矩M max 時,應(yīng)在該跨布置活載,并在兩側(cè)每隔一跨布置活載;3)、計算某支座最大負(fù)彎矩M max 及支座左右最大剪力Vmax 時,應(yīng)在該支座相鄰兩跨布置活載,然后隔跨布置活載;4)、計算跨度取值:縱向水平桿取立桿縱距,橫向水平桿取立桿橫距。3 橫向水平桿按簡支梁進(jìn)行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。1)、用大橫桿支座的最大反力計算值,在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.1.1、大橫桿抗彎強度計算公式: ( 選取跨中和支座彎矩的最大值進(jìn)行強度驗算 )跨中: M 1max0.08q1 L20.10q2 L2(3.1.1)支座:M 2 max(0.1020.11
12、7q22 )(3.1.2)q1 LL1.1.2、撓度計算:Vmax0.667q1L40.990q2 L4(3.1.3)100EI100EI1.1.3、小橫桿抗彎強度計算公式:MMMq maxqL2(3.1.4)(均布荷載作用下 )8p maxPL(3.1.5)(集中荷載作用下 )3maxM q maxMp max(3.1.6)1.1.4 、小橫桿撓度計算公式:5qL4(3.1.7) (均布荷載作用下 )Vq max384EI24L2PL (3L9 )(3.1.8) (集中荷載作用下 )V p max72EIVmaxVq maxV p max(3.1.9)1.2 、立桿穩(wěn)定性計算1.2.1 、立
13、桿穩(wěn)定性計算公式不組合風(fēng)荷載時: Nf( 3.1.10 )A組合風(fēng)荷載時:NMw( 3.1.11 )AfWN1.2NG0.851.4NQ(3.1.12 )Mw0.85WKLah2(3.1.13 )1.410式中: N立桿的軸向壓力設(shè)計值,N 1.2NG (恒載)0.85 1.4NQ (活載 )(組合風(fēng)荷載時)軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由L 0的結(jié)果查表 -8 得到。iL0 計算長度 (m) ,由公式 L0K h 確定。K 計算長度附加系數(shù),其值取1.155.腳手架的立桿的計算長度系數(shù),查表-9 ,值是綜合了影響腳手架整體失穩(wěn)的各種因素,通過對原型腳手架整體穩(wěn)定性試驗所取得的科研成果。長細(xì)比,受壓
14、、受拉構(gòu)件的容許長細(xì)比見表-10.0.85荷載組合系數(shù)(當(dāng)有兩個或兩個以上的可變荷載參與組合,且其中有風(fēng)荷載時,取0.85 )。Mw風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩。A 立桿凈截面面積, A=489mm2 。W 立桿凈截面模量(抵抗矩) ,它表示截面抵抗彎曲變形能力的大小,W I12.19cm4 5.08cm3 。ymax2.4cm鋼管立桿受壓強度計算值(N/ mm2 )。f 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值,f =205N/mm2 。E鋼材的彈性模量,E=2.0610 5N/m m2 。i計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑,i1d 24d121.58cmI鋼管截面對主軸的截面慣性矩,I( d4d14 )12.19cm
15、 4 。64表 -8 :Q235 A 鋼軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)表012345678901.0000.9970.9950.9920.9890.9870.9840.9810.9790.976100.9740.9710.9680.9660.9630.9600.9580.9550.9520.949200.9470.9440.9410.9380.9360.9330.9300.9270.9240.921300.9180.9150.9120.9090.9060.9030.8990.8960.8930.889400.8860.8820.8790.8750.8720.8680.8640.8610.858
16、0.855500.8520.8490.8460.8430.8390.8360.8320.8290.8250.822600.8180.8140.8100.8060.8020.7970.7930.7890.7840.779700.7750.7700.7650.7600.7550.7500.7440.7390.7330.728800.7220.7160.7100.7040.6890.6920.6860.6800.6730.667900.6610.6540.6480.6410.6340.6260.6180.6110.6030.5951000.5880.5800.5730.5660.5580.5510.
17、5440.5370.5300.5231100.5160.5090.5020.4960.4890.4830.4760.4700.4640.4581200.4520.4460.4400.4340.4280.4230.4170.4120.4060.4011300.3960.3910.3860.3810.3760.3710.3670.3620.3570.3531400.3490.3440.3400.3360.3320.3280.3240.3200.3160.3121500.3080.3050.3010.2980.2940.2910.2870.2840.2810.2771600.2740.2710.26
18、80.2650.2620.2590.2560.2530.2510.2481700.2450.2430.2400.2370.2350.2320.2300.2270.2250.2231800.2200.2180.2160.2140.2110.2090.2070.2050.2030.2011900.1990.1970.1950.1930.1910.1890.1880.1860.1840.1822000.1800.1790.1770.1750.1740.1720.1710.1690.1670.1662100.1640.1630.1610.1600.1590.1570.1560.1540.1530.15
19、22200.1500.1490.1480.1460.1450.1440.1430.1410.1400.1392300.1380.1370.1360.1350.1330.1320.1310.1300.1290.1282400.1270.1260.1250.1240.1230.1220.1210.1200.1190.1182500.117-注:當(dāng)>250 時,73202表-9 :腳手架立桿的計算長度系數(shù)立桿橫距連強件布置類別( m)二步三跨三步三跨1.051.501.70雙排架1.301.551.751.551.601.80表-10 :受壓、受彎構(gòu)件容許長細(xì)比構(gòu)件類別容許細(xì)長比雙排架立桿21
20、0橫向斜撐、剪刀撐中的壓桿250拉桿350注:計算時,立桿的計算長度按公式L0K h 計算,但K 值取1.0 ,本表中其他桿件計算長度L0按 L0' L1.27L 。表 -11 :受彎構(gòu)件的容許撓度構(gòu)件類別容許撓度V腳手板、縱向、橫向水平桿l / 150與 10mm懸挑受彎桿件注: l為受彎構(gòu)件的跨度。1.3 、扣件抗滑力的計算縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按下式計算:RRc式中:Rc 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取Rc =8.0KNR 縱向或橫向水平桿件傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值。當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá) 40-65 N m 時,試驗表明,單扣件在 12KN荷載作用下會滑動,
21、其抗滑承載力可取 8.0KN。雙扣件在 20KN的荷載作用下會滑動,其抗滑承載力可取 12KN。1.4 、連墻件的計算連墻件的軸向力計算值可按下式計算:N1N1wN0(3.1.16)式中: N1 w 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(KN),按照下式計算:N1 w 1.4Wk Aw(3.1.17)Wk 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)w 每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積。1.4.1 、校核連墻件的軸向力設(shè)計值N f條件: N fN 1N fA f (3.1.18)、校核扣件的抗滑力RRc2、懸挑梁計算2.1 、繪制計算簡圖 ( 因懸挑梁在樓面上的擱置長度1.5 倍懸挑長度,荷載取值時,不考慮懸挑
22、鋼梁的自重 )N2N1ABCDbaLm圖 12.2 、懸挑梁彎曲強度計算根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003), 按單向受彎計算。M xf(3.2.1)M x N1 (a b) N 2 bxWnx式中: M x 所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)對強軸xx 的最大彎矩。x 截面塑性發(fā)展系數(shù),槽鋼取1.10 。Wnx 凈截面抵抗矩。2.3 、懸挑鋼梁整體穩(wěn)定性計算:M Xf( 3.2.2 )bWX式中:b 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。當(dāng)為槽鋼時: b = 570bt235( 3.2.3 )l 1hfy式中: b、t 、h 分別為槽鋼截面的翼緣寬度、翼緣平切厚度和槽鋼截面高度,L1 = 計算簡圖中的
23、m 。f y 鋼材的屈服強度當(dāng)按公式( 3.2.3 )算得的 b 大于 0.6時,按( 3.2.4 )公式算得的b' 代替 b ,'1.070.282(3.2.4 )b1.0b2.4 、剛度計算:根據(jù)圖 1V1N 1m2 L (1m)(3.2.5)3EIL式中 N1 為作用在內(nèi)外立桿上的軸向壓力標(biāo)準(zhǔn)值(梁的剛度屬正常使用極限狀態(tài),故計算時應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值,不計算荷載分項系數(shù))。N1 b2 Lb(3.2.6)V2(1)3EILVV1V22mV 400鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定: 受彎構(gòu)件的跨度, 在驗算撓度允許值時, 對懸臂梁和外伸梁為懸伸長度的2 倍。2.5 、支座 A 處錨環(huán)校核(不
24、考慮斜拉鋼絲繩的作用)見計算簡圖1:M B0N 1m N 2 aN1 N2N 1(m a)RALRA(3.2.7)LRAf(3.2.8)AA 所選錨環(huán)鋼筋截面面積,計算簡圖中前支點B 設(shè)在樓板邊緣,只承受壓力,故僅校核 A 點。2.6 、懸拉鋼絲繩校核:、繪制計算簡圖N 2TN 1ABCDbaa'Lm圖 2、計算鋼絲繩破斷拉力:懸拉鋼絲繩按立桿每一縱距吊拉一根布置。將懸拉鋼絲繩作圖2 簡化,避免作超靜定計算。M A0Tsin(a 'abL)N1 (m L) N2 (b L)TN1(mL)N 2 (bL)sin(a 'ab(3.2.9)L)、查表選用鋼絲繩 Fg Fg(3
25、.2.10)K Fg 鋼絲繩的允許拉力( KN)。Fg 鋼絲繩的破斷拉力。鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù),由鋼絲繩結(jié)構(gòu)查表可得。K鋼絲繩的安全系數(shù), 由于懸挑梁計算中未考慮斜拉鋼絲繩的作用,斜拉鋼絲繩作為安全儲備,安全系數(shù)K=6。、卡環(huán)選型卡環(huán)允許荷載鋼絲繩的允許拉力 Fg 。第二章建筑施工懸挑式鋼管腳手架結(jié)構(gòu)計算實例一、工程概況某小區(qū) 1#商居樓為框架剪力墻結(jié)構(gòu)(平面尺寸略) ,房屋高度 54.1m,共 18 層,層高均為 3m,外墻裝飾采用外墻漆(其余概況略) 。二、腳手架搭設(shè)方案2.1 腳手架搭設(shè)概況本工程腳手架搭設(shè)高度56.5m,縱距 La=1.5m,橫距 Lb=1.05m,步距 h=1.5m
26、。采用槽鋼做懸挑鋼梁,架體采用48× 3.5 雙排鋼管腳手架,分二段搭設(shè),第一段從第二層開始,搭設(shè)高度27m。第二段從第十一層開始,搭設(shè)高度26.5m,均超過建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)實施指南 中的推薦高度 (懸挑腳手架每段搭設(shè)高度不超過25m),為安全起見,在第四層及第十三層對應(yīng)每根懸挑梁處的框架上預(yù)埋16 錨環(huán),用鋼繩斜拉。懸挑鋼梁選 18a 槽鋼,槽鋼梁外挑長度1.45m,內(nèi)立桿離墻面距離0.3m,外立桿距槽鋼懸挑前端0.1m,并在槽鋼梁上表面焊二根長150200mm的60×5 的短鋼管,內(nèi)外立桿插入其內(nèi),并用螺栓緊固,在槽鋼梁前端下翼緣用8 圓鋼焊 D=50的半圓環(huán),用于
27、固定斜拉鋼絲繩。 槽鋼在結(jié)構(gòu)樓面的擱置長度為2.55m,錨環(huán)采用 16 圓鋼制成形,錨環(huán)外露高度大于槽鋼截面高度,便于穿入槽鋼及楔入木楔。第一個錨環(huán)埋置在結(jié)構(gòu)邊框架梁上, 第二個錨環(huán)埋置在距槽鋼擱置后端 0.1m 處。2.2 繪制腳手架平面布置圖、立面圖、剖面圖(略)。2.3 腳手架搭設(shè)的構(gòu)造要求(略) 。2.4 腳手架搭設(shè)的安全措施(略) 。2.5 槽鋼梁式懸挑腳手架計算書:計算參數(shù):1. 步距: h=1.5m;2. 立桿縱距: La=1.5m;3. 立桿橫距: Lb=1.05m;4. 作業(yè)層數(shù):按裝飾施工時 n=2 計算;5. 連墻件:按兩步三跨設(shè)置;6. 鋼管截面特性:表-1外 徑壁 厚
28、截面積慣性矩截面模量回轉(zhuǎn)半徑每米質(zhì)量 (mm)t(mm)243i(cm)kN/mA(cm )I(cm )W(cm)483.54.8912.195.081.580.0387. 型鋼截面特性:( 1)型鋼截面 x 軸的凈截面抗彎模量:W nx=141.4 cm 3;( 2)型鋼截面塑性發(fā)展系數(shù):x=1.1 ;( 3)慣性距:I( 4)型鋼截面彈性模量:( 5)型鋼截面回轉(zhuǎn)半徑:( 6)型鋼截面高度 h=180mm,寬度桿件抗彎強度及撓度計算一、 大橫桿計算:44x =1270×10 mm;E=2.0652×10 mm;ix =7.04 ×10mm;b=68mm,翼緣平
29、均厚度t=10.5mm。大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強度和撓度計算, 大橫桿在小橫桿的上面。 按照大橫桿上面腳手板和活荷載為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。( 1)均布荷載計算值:大橫桿自重標(biāo)準(zhǔn)值 :P 1 =0.038 kN/m ;腳手板荷載標(biāo)準(zhǔn)值: P2=0.35 × 1.5 ×1.2/(2 ×1.5)=0.228 kN/m ;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ( 按結(jié)構(gòu)施工考慮 ) :Q=3×1.5 × 1.05/(2 ×1.5) =1.575 kN/m ;靜荷載設(shè)計值: q1 =1.2 ×(P 1+P2 )=1.2 ×(0.0
30、38+0.228)=0.319 kN/m ;活荷載設(shè)計值: q2 =1.4 ×Q=1.4×1.575=2.205 kN/m ;( 2)大橫桿抗彎強度計算:跨中產(chǎn)生最大彎矩和最大撓度時荷載的最不利布置圖(圖1):211大橫桿跨中最大彎矩和最大撓度荷載組合簡圖(圖1)M1max=0.08 q 1L2+0.10 q2L2=0.0822×0.3 × 1.5+0.1 × 2.52 × 1.5=0.62KN m ;支座處出現(xiàn)最大內(nèi)力(彎矩)時,荷載的最不利布置簡圖(圖2):大橫桿支座最大彎矩荷載組合簡圖(圖2)MBmax=-(0.10 q 1L2
31、 +0.117 q 2L2)=-(0.1×0.3 ×1.5 2+0.117 × 2.52 × 1.5 2)=-0.73KNm ;MBmax M1max,選擇 MBmax進(jìn)行強度驗算,622=M/W=0.73×10/5080=143.7N/mmf=205 N/mm , 滿足要求。( 3)大橫桿撓度計算(在計算變形時,q1、 q2 為標(biāo)準(zhǔn)值):Vmax=0.667q 1L4/100EI+0.990 q 2L4/100EIq1=0.038+0.21=0.248 KN/mq2=1.8 KN/mVmax =(0.667 × 0.248
32、5; 1.5 4 +0.99 × 1.8 × 1.5 4)/ ( 100× 2.06 × 105× 121900) =3.92 mmVmax <V=L/150=10mm,滿足要求。二、小橫桿的抗彎強度及撓度計算小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強度和撓度計算。 大橫桿在小橫桿的上面, 用大橫桿的最大反力計算值,在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。( 1)荷載計算:小橫桿自重標(biāo)準(zhǔn)值:q=0.038KN/m ;大橫桿自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.038 ×1.5=0.057KN;腳手板荷載標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.35 ×1.5 ×
33、 1.2/(2×1.5)= 0.18KN ;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=3.0×1.5 × 1.05/(2× 1.5)=1.58KN ;荷載設(shè)計值:P=1.2×(0.057+0.18)+1.4 ×1.58=2.50KN;計算簡圖(圖3)( 2)抗彎強度計算:max2× 1.052/8+2.50 × 1.05/3=0.88KN mM =qL /8+pL/3=0.038=M/W=0.88× 106/5080=173 N/mm2f, 滿足要求。( 3)撓度計算最大撓度為小橫桿自重均布荷載與集中荷載最不利分配引起的最大撓度
34、(計算撓度時,按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算) 。q=0.038 kN/mp=0.057+0.18+1.58=1.82 kNVmax=5qL4/384EI+pL(3L 2 -4L 2/9)/72EI45×1050× (3 ×=(5 × 0.038 × 1050 )/(384× 2.06 × 10 × 121900)+1.8210502+4× 10502 /9)/(72×2.06 ×105×121900) =0.03 mmVmax<V=L/150=7mm 且<10mm,滿足要求。
35、扣件抗滑力計算:縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按下式計算:RRC式中: R- 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值。RC-扣件抗滑承載力設(shè)計值,取RC=8.0 kN1、荷載值計算:大橫桿自重標(biāo)準(zhǔn)值: P 1=0.038 ×1.5=0.057 kN ;腳手板荷載標(biāo)準(zhǔn)值: P 2=0.35 ×1.5 × 1.2/2=0.28 kN ;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=3×1.5 ×1.05/2=2.36 kN ;荷載設(shè)計值:R=1.2×(0.57+0.28)+1.4 × 2.36=4.32 kN ;單扣件: R RC,滿足
36、要求。當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá) 40-65 N m 時,試驗表明:單扣件在 12 KN 的荷載下會滑動,其抗滑能力值取 8.0 kN 。雙扣件在 20 kN 的荷載下會滑動,其抗滑承載力取 12.0 kN 。腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。1、靜荷載 NG計算( 1)立桿自重:NG1=2× 26.5 × 0.038=2.04 kN( 2)大橫桿自重:步距數(shù) =(26.5-1.2)/1.5+1=18 步NG2=18×2×1.5 ×0.038=2.07 kN( 3)小橫桿自重:(小橫桿靠墻一端至墻裝飾面的距離不宜大
37、于100mm。)NG3=18×1.35 ×0.038=0.86 kN( 4)扣件自重:(每步架四個扣件)NG4=18×4×0.015=1.08 kN( 5)腳手板自重:(按滿鋪三層計算,腳手板離墻面距離為120-150mm。)NG5=3× (1.0+0.2)× 1.5 ×0.35=1.89 kN( 6)兩小橫桿間增加一根小橫桿及增加兩個扣件自重:NG6=18×1.35 ×0.038+2 ×0.015=0.89 kN( 7)護欄自重:(護欄為外側(cè)每步架中間增設(shè)一道大橫桿)NG7=18×1
38、.5 × 0.038=1.04 kN( 8)擋腳板自重:(擋腳板采用杉木板,厚 0.02m,高 0.18m,5 kN/m3,0.18kN/m )NG8=3× 1.5 ×0.018=0.08 kN( 9)剪刀撐自重:(當(dāng)剪刀撐與地面夾角為 45°時, 0.54m/m2, 當(dāng)剪刀撐與地面夾角為 60°時, 0.44 m/m 2)N G9=1.5 ×26.5 ×0.54 × 0.038=0.82 kN(10)剪刀撐扣件自重:(剪刀撐數(shù)量 =26.5/6m=4.5 付,每付扣件為 14 個,旋轉(zhuǎn)扣件重 14.6 N/ 個)
39、NG10=4.5 ×14×0.015/4=0.24 kN( 11)安全網(wǎng)自重:NG11=26.5 ×1.5 × 0.05=2.0 kN( 12)橫向支撐體系自重:NG12=18× 2× 0.038+2×18×0.015=1.9 kNNG=NG1+ +NG12=14.93 kN為簡便計算,在一縱距內(nèi),內(nèi)外立桿上各所承受的靜荷載為靜荷載總和的1/2 ,即: NG =1/2 NG=7.47 。實際上外立桿上因有安全網(wǎng)、剪刀撐、擋腳板等荷載, 外立桿上的靜荷載大于內(nèi)立桿的靜荷載。2、施工荷載 NQ計算(按裝修時二層同時施工
40、)NQK = 2 kN/m 2NQ = 1.5 × (1.05+0.2) ×2×2=7.5 kNNQ 為施工荷載(活荷載)標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力在一縱距內(nèi)的總和,內(nèi)外立桿各按NQ /2 取值,即: NQ =1/2 N Q=3.75 kN 。3、風(fēng)荷載計算( 1)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算:Wk=0.7 z· s·W002。式中: W基本風(fēng)壓,常德地區(qū)取0.4 kN/m z風(fēng)荷載高度變化系數(shù), 按離地面高 30m,地面粗糙度為 B 類,查表 -5 , z=1.42 。 s風(fēng)荷載體型系數(shù), W0d2 0.002 , s=+1.2 。Wk=0.7 ×
41、;1.42 ×1.2 ×0.4=0.48 kN/m 2( 2)考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算:N=1.2 NG+0.85 ×1.4 N Q =1.2 × 7.47+0.85 ×1.4 ×7.5=17.89 KN( 3)風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 Mw 計算:22KN mwk×0.1=0.13M =0.85×1.4WLah /10=1.85 ×1.4 ×0.48 ×1.5立桿的穩(wěn)定性計算1、不考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算:=N/A f=14.213×10 /2(0.
42、26 ×489) =111N/mm<f=205 N/mm2, 滿足要求。式中: N立桿的軸心壓力設(shè)計值。N=1.2 N+1.4N=14.21 kNGQ軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比=l 0/i查表 -8 , =260/1.58=164 ,=0.262 。l 0- 計算長度,由公式l 0=Kh確定, l 0=1.155 ×1.5 ×1.5=2.6m 。K- 計算長度附加系數(shù),取 K=1.155。- 計算長度系數(shù),查表 -9 得 =1.5 。A- 立桿凈截面面積, A=4.89cm2。i-計算立桿的截面面積回轉(zhuǎn)半徑, i=1.58cm 。W- 立桿凈截面模量,
43、 W=5.08 cm3 。2、考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算:=N/A+Mw/W f N=1.2 N=1.2 × 7.47+0.85 ×1.4×3.75=13.43 kNG +0.85 ×1.4NQ3×6×32滿足要=13.43 × 10 /0.262489+0.13 × 10 /5.0810 =130 N/mm <f,求。連墻件計算1、連墻件的軸向力按下式計算N1=N1W+N0=9.07+5=14.07 kN式中: N1W風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kN) ,按下式計算:N1W=1.4Wk× AW=1.4 ×0.48 ×13.5=9.07 kNWk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值, Wk=0.48 kN/m 2AW每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積AW=3×4.5=13.5 m 2(二步三跨)。N 0連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力,規(guī)范規(guī)定:N0=5 kN2、連墻件抗彎強度計算連墻件采用 48×3.5 鋼管,與預(yù)埋在框架邊梁上的短鋼管扣接。L=0.1+1.05+0.3+0.25=1.7mL0=1.27L=2.2m(查表 -10 其他桿件類) = L 0/i=22
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