小横杆的自重标准值: P2=0.03330.95/2=0.016kN; 脚手板的自重标准值: P3=0.3530.9531.5/2=0.249kN; 活荷载标准值: Q=330.9531.5 /2=2.137kN;
荷载的设计值: R=1.23(0.05+0.016+0.249)+1.432.137=3.371kN; R < 8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载的计算
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容:
(1)每米立杆承受的结构自重标准值,为0.1248kN/m
NG1=[0.1248+(1.5032/2)30.033/1.80]324.00=3.661kN; (2)脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.353231.53(0.95+0.1)/2=0.577kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用木脚手板挡板,标准值为0.14kN/m
NG3=0.143231.5/2=0.21kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005kN/m2 NG4=0.00531.5324=0.18kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.629kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到,活荷载标准值
NQ=330.9531.532/2=4.275kN;
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考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2 NG+0.8531.4NQ=1.234.629+ 0.8531.434.275= 10.642kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.234.629+1.434.275=11.539kN; 六、立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7μz2μs2ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:ω0=0.3kN/m2;
μz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz= 1;
μs -- 风荷载体型系数:取值为1.242; 经计算得到,风荷载标准值为:
Wk=0.7 30.33131.242=0.261kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw=0.85 31.4WkLah2/10=0.85 31.430.26131.531.82/10=0.151kN2m;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ=N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N=10.642kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ=N/(φA)≤ [f]
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立杆的轴心压力设计值 :N=N'= 11.539kN; 计算立杆的截面回转半径 :i=1.59 cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 : k=1.155 ;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 :μ=1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0=kuh 确定:l0=3.118 m; 长细比: L0/i=196 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 :φ= 0.188
立杆净截面面积 : A=4.24 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W=4.49 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205N/mm2; 考虑风荷载时
σ=10641.69/(0.1883424)+150842.639/4490=167.097N/mm2; 立杆稳定性计算 σ=167.097N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
不考虑风荷载时
σ=11539.44/(0.1883424)=144.764N/mm2;
立杆稳定性计算 σ=144.764N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
七、连墙件的计算
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连墙件的轴向力设计值应按照下式计算: Nl=Nlw + N0
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=1.29,μs=1.242,ω0=0.3,
Wk=0.7μz2μs2ω0=0.7 31.2931.24230.3=0.336kN/m2; 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw=10.8 m2; 按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算: Nlw=1.43Wk3Aw=5.087kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl=Nlw + N0= 10.087kN; 连墙件承载力设计值按下式计算: Nf=φ2A2[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比 l/i=150/15.9的结果查表得到 φ=0.976,l为内排架距离墙的长度;
A=4.24 cm2;[f]=205N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf=0.97634.24310-432053103=84.834kN;
Nl=10.087 < Nf=84.834,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用双扣件与墙体连接。
由以上计算得到 Nl=10.087小于双扣件的抗滑力 12kN,满足要求!
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连墙件扣件连接示意图 八、悬挑梁的受力计算
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。 本方案中,脚手架排距为850mm,内排脚手架距离墙体250mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1150mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4,截面抵抗矩W=141cm3,截面积A=26.1cm2。
受脚手架集中荷载 N=1.234.629 +1.434.275=11.539kN; 水平钢梁自重荷载 q=1.2326.130.0001378.5=0.246kN/m;
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