双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN;
四、脚手架荷载标准值
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/m);本例为0.1072 NG1 = 0.107×23.400=2.510kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用木脚手板,标准值为0.35 NG2 = 0.350×4×1.500×(0.900+0.300)/2=1.260kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、木脚手板标挡板,准值为0.17 NG3 = 0.170×1.500×4/2=0.510kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.010 NG4 = 0.010×1.500×23.400=0.351kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.631kN。
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 = 2.000×2×1.500×0.900/2=2.700kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2),W0 = 0.450 Uz —— 风荷载高度变化系数,Uz = 0.740 Us —— 风荷载体型系数:Us = 1.075
经计算得到,风荷载标准值 Wk = 0.450×0.740×1.075 = 0.358kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 0.9×1.4NQ
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.631+0.9×1.4×2.700=8.959kN
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
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.631+1.4×2.700=9.337kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.9×1.4Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2); la —— 立杆的纵距 (m); h —— 立杆的步距 (m)。 经过计算得到风荷载产生的弯矩:
Mw=0.9×1.4×0.358×1.500×1.800×1.800/10=0.219kN.m
五、立杆的稳定性计算
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N=9.337kN; i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k —— 计算长度附加系数,取1.155;
u —— 计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m; A —— 立杆净截面面积,A=4.239cm2; W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3; λ —— 由长细比,为3118/16=196;
φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.190; σ—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=184.50N/mm2; 经计算得:
σ=9337/(0.19×424)=116.196N/mm2;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N=8.959kN; i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k —— 计算长度附加系数,取1.155;
u —— 计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m; A —— 立杆净截面面积,A=4.239cm2; W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3; λ —— 由长细比,为3118/16=196;
φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.190; MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.219kN.m; σ—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=184.50N/mm2; 经计算得到
σ=8959/(0.19×424)+219000/4491=160.303N/mm2; 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
六、连墙件的计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算: Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算: Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk —— 风荷载标准值,wk = 0.358kN/m2;
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积: Aw = 3.60×4.50 = 16.200m2;
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No = 3.000 经计算得到 Nlw = 8.119kN,连墙件轴向力计算值 Nl = 11.119kN 根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值 Nf1 = 0.85Ac[f] 根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值 Nf2 = 0.85φA[f] 连墙件轴向力设计值 Nf = 0.85φA[f]
其中 φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=30.00/1.60的结果查表得到φ=0.95;
净截面面积Ac = 4.24cm2;毛截面面积 A = 18.10cm2;[f] = 184.50N/mm2。 经过计算得到 Nf1 = 66.478kN
Nf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!
经过计算得到 Nf2 = 270.099kN
Nf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!
连墙件双扣件连接示意图
七、悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C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。
悬臂单跨梁计算简图 支座反力计算公式
支座弯矩计算公式
C点最大挠度计算公式