小横杆传递荷载 P=(0.040+0.184+1.050)/2=0.637kN
V= 1.88330.63731500.03/ ( 100 32.06031053121900.0) = 1.612 mm;
最大挠度和:V= Vmax + Vpmax = 0.052+1.612=1.665 mm;
大横杆的最大挠度 1.665 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0 / 150=10.0与10 mm,满足要求!
5.扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 小横杆的自重标准值: P1 = 0.03831.05032/2=0.040 kN; 大横杆的自重标准值: P2 = 0.03831.500=0.058 kN;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.35031.05031.500/2=0.276 kN; 活荷载标准值: Q = 2.00031.05031.500 /2 = 1.575 kN; 荷载的设计值: R=1.23(0.058+0.276)+1.431.575=2.605 kN; R < 6.40 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 6.脚手架立杆荷载的计算(内容为固定不变):
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:
6.1每米立杆承受的结构自重标准值(kN),为0.1248 NG1 = [0.1248+(1.5032/2+1.5032)30.038/1.80]3(25.00-20.00) = 1.104;
NGL1 =[0.1248+0.038+(1.5032/2+1.5032)30.038/1.80]320.00 = 5.184;
6.2脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹串片脚手板,标准值为0.35 NG2= 0.3503431.5003(1.050+0.3)/2 = 1.418 kN; 6.3栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,标准值为0.11
NG3 = 0.1103431.500/2 = 0.330 kN;
6.4吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4 = 0.00531.500325.000 = 0.188 kN;经计算得到,静荷载标准值: NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.039 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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= 3.0031.05031.50032/2 = 4.725 kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
其中Wo -- 基本风压(kN/m),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:Wo = 0.450 kN/m2;
Uz -- 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:Uz= 0.840;
Us -- 风荷载体型系数:取值为0.649; 经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 30.45030.84030.649 = 0.172 kN/m2; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
Ns = 1.2NGL+1.4NQ= 1.238.223+ 1.434.725= 16.483 kN; Nd = 1.2NG+1.4NQ= 1.233.039+ 1.434.725= 10.262 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
Ns = 1.2 NGL+0.8531.4NQ = 1.238.223+ 0.8531.434.725= 15.490 kN;
Nd = 1.2 NG+0.8531.4NQ = 1.233.039+ 0.8531.434.725= 9.270 kN; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.85 31.4WkLah2/10 =0.850 31.430.17231.50031.8002/10 = 0.099 kN.m;
7.立杆的稳定性计算: 不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
2
立杆的轴向压力设计值 :N =0.000 kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :k = 1.155 ; 计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.500 ; 计算长度 ,由公式 lo = kμh 确定 :l0 = 3.119 m; 长细比 Lo/i = 197.000 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 :φ= 0.186 ;
立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2; σ = 0.000/(0.1863489.000)=0.000 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 0.000 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
8.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1050mm,内排脚手架距离墙体200mm,支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm,水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.20 cm4,截面抵抗矩W = 108.30 cm3,截面积A = 21.95 cm2。
受脚手架集中荷载 N=25.464 kN;
水平钢梁自重荷载 q=1.2321.95030.0001378.500 = 0.207 kN/m;
经过连续梁的计算得到:
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R[1] = 30.094 kN。 R[2] = 22.477 kN。 R[3] = -0.816 kN。
最大弯矩 Mmax= 2.810 kN.m; 最大应力 σ =2.8103106 /( 1.05 3108300.0 )+0.0003103 / 2195.0 = 24.710 N/mm2;水平支撑梁的最大应力计算值 24.710 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215.000 N/mm2,满足要求!
9.拉绳的受力计算:水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳轴力RUi按照下面计算
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=42.559 kN; 10.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, 如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算:
其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN);
Fg -- 钢丝绳钢丝破断拉力总和(kN),计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm);
α -- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6319、6337、6361钢丝
绳分别取0.85、0.82和0.8;
K -- 钢丝绳使用安全系数。
α=0.820,K=6.000,得到:经计算,钢丝绳最小直径必须大于5mm才能满足要求!
11.锚固段与楼板连接的计算:
11.1水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下: 水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=22.477 kN; 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:
其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f] = 50N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D[22476.63434/(3.14235032)]1/2 =16.917 mm;
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。
11.2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:锚固深度计算公式:
其中N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N = 22.477kN; d -- 楼板螺栓的直径,d = 50.000 mm
[fb] -- 楼板螺栓与混凝土容许粘接强度,计算中取1.570N/mm2; h -- 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到 h 要大于22476.634/(3.142350.00031.570)=91.141mm。
11.3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:
其中 N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向压力,N = 22.477kN; d -- 楼板螺栓的直径,d = 50.000mm;
b -- 楼板内的螺栓锚板边长,b==53d=250.000mm;
fcc--混凝土局部挤压强度设计值,计算取0.950fc=16.700N/mm2; 经过计算得到公式右边等于1010.96 kN 大于锚固力 N=22.48 kN ,楼板混凝土局部承压计算满足要求!
十四、悬挑式卸料钢平台设计:建筑工程装修用卸料平台,使用面大量广,搭设不好极易发生安全事故。有的工地直接用架板一端放在脚手架