小横杆的最大挠度为 0.874 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800/150=5.333与10 mm,满足要求!
四)、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0.88,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为7.00kN。
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7.00 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 大横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1.5×1/2=0.029 kN; 小横杆的自重标准值: P2 = 0.038×0.8/2=0.015 kN; 脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×0.8×1.5/2=0.18 kN; 活荷载标准值: Q = 3×0.8×1.5 /2 = 1.8 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.029+0.015+0.18)+1.4×1.8=2.789 kN; R < 7.00 kN,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(kN),为0.1248
NG1 = [0.1248+(1.50×1/2)×0.038/1.80]×42 = 5.907;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹笆片脚手板,标准值为0.3 NG2= 0.3×5×1.5×(0.8+0.2)/2 = 1.125 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15 NG3 = 0.15×5×1.5/2 = 0.562 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005 NG4 = 0.005×1.5×42 = 0.316 kN; 经计算得到,静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.91 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= 3×0.8×1.5×2/2 = 3.6 kN; 风荷载标准值按照以下公式计算
其中 Wo -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
2
Wo = 0.45 kN/m;
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= 1 ;
Us -- 风荷载体型系数:取值为0.645; 经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.45×1×0.645 = 0.203 kN/m2;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×7.91+ 1.4×3.6= 14.512kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×7.91+ 0.85×1.4×3.6= 13.776 kN; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.203×1.5× 1.82/10 = 0.118 kN.m;
六)、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴向压力设计值 :N = 14.512 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 ;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 :l0 = 3.118 m; 长细比 Lo/i = 197 ;
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 N/mm2; σ = 14512/(0.186×489)=184.01 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 184.01 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值 :N = 13.776 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 = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m; 长细比: L0/i = 197 ;
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= 0.186 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 N/mm2;
σ = 13776/(0.186×489)+117504.23/5080 = 191.26 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 191.26N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
七)、最大搭设高度的计算:
按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为: NG2K = NG2+NG3+NG4 =2.003 kN; 活荷载标准值 :NQ = 3.6 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m;
Hs =[0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×2.003+1.4×3.6)]/(1.2×.125) =58.15 m; 按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H] = 58.15 /(1+0.001×58.15)=55.9 m;
[H]= 55.9和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =50m。 脚手架单立杆搭设高度为42m,小于[H],满足要求!
按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为: NG2K = NG2+NG3+NG4 = 2.003 kN; 活荷载标准值 :NQ = 3.6 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m; 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩: Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.118 /(1.4 × 0.85) = 0.099 kN.m;
Hs =( 0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×2.003+0.85×1.4×(3.6+0.186×4.89×100×0.099/5.08)))/(1.2×0.125)=49.4 m; 按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H] = 49.4 /(1+0.001×49.4)=47.07m;
[H]= 47.07 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =47 m。 脚手架单立杆搭设高度为42m,小于[H],满足要求!
八)、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算: Nl = Nlw + N0
风荷载标准值 Wk = 0.203 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2;
按《规范》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= 5.000 kN; 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算: Nlw = 1.4×Wk×Aw = 4.608 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 9.608 kN; 连墙件承载力设计值按下式计算: Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比 l0/i = 200/15.8的结果查表得到 φ=0.966,l为内排架距离墙的长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205 N/mm2;
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连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.966×4.89×10×205×10 = 96.837 kN; Nl = 9.608 < Nf = 96.837,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 = 9.608小于双扣件的抗滑力 14 kN,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
九)、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p ≤ fg 地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 350 kpa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 350 kpa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =55.104 kpa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 13.776 kN; 基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=55.104≤ fg=350 kpa 。地基承载力满足要求!
B、悬挑脚手架计算书
型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
(JGJ130-2001)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
一、参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为 21 m,立杆采用单立杆;
搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.5m,立杆的横距为0.8m,立杆的步距为1.8 m; 内排架距离墙长度为0.25 m;
大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为 1 根; 采用的钢管类型为 Φ48×3.0;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数 0.88;
连墙件布置取两步两跨,竖向间距 3.6 m,水平间距3 m,采用扣件连接; 连墙件连接方式为双扣件;
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):3.000;脚手架用途:结构脚手架; 同时施工层数:2 层;
3.风荷载参数
本工程地处湖南长沙市,查荷载规范基本风压为0.450kN/m2,风荷载高度变化系数μz为1.540,风荷载体型系数μs为0.856; 计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248;
脚手板自重标准值(kN/m2):0.300;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150; 安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:5 层; 脚手板类别:竹笆片脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板;
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.1m,建筑物内锚固段长度 2 m。
与楼板连接的螺栓直径(mm):16.00; 楼板混凝土标号:C30;
6.拉绳与支杆参数
(高层)脚手架专项施工方案(专家论证)



