其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。
本工程算例中,m = 1500mm,l = 2500mm,ml = 300mm,m2 = 1200mm; 水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4,截面模量(抵抗矩) W = 141.00cm3。 受脚手架作用集中强度计算荷载 N=9.34kN
水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m k=1.50/2.50=0.60 kl=0.30/2.50=0.12 k2=1.20/2.50=0.48 代入公式,经过计算得到 支座反力 RA=25.062kN 支座反力 RB=-5.405kN 最大弯矩 MA=14.282kN.m
抗弯计算强度 f=14.282×106/(1.05×141000.0)=96.465N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
受脚手架作用集中计算荷载 N=4.63+2.70=7.33kN
水平钢梁自重计算荷载 q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m 最大挠度 Vmax=8.691mm
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2011)表5.1.8规定: 水平支撑梁的最大挠度小于3000.0/250,满足要求!
八、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下
其中 φb —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录得到: φb=2.00 由于φφ
'b
b
大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录B其值
=1.07-0.282/φb=0.929
经过计算得到强度 σ=14.28×106/(0.929×141000.00)=109.03N/mm2; 水平钢梁的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
九、锚固段与楼板连接的计算
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=5.405kN 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,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》9.7.6 [f] = 65N/mm2;
压点处采用3个 U 形钢筋拉环连接,承载能力乘以0.85的折减系数;钢筋拉环抗拉强度为165.75N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[5405×4/(3.1416×165.75×2)]1/2=5mm 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。
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 = 5.41kN; d —— 楼板螺栓的直径,d = 16mm;
[fb] —— 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/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5405.32/(3.1416×16×1.5)=71.7mm。
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拉力,N = 5.41kN; d —— 楼板螺栓的直径,d = 16mm; b —— 楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=80mm;
fcc —— 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=13.59N/mm2; 经过计算得到公式右边等于84.2kN 楼板混凝土局部承压计算满足要求!
4.水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下: 锚固压点处楼板负弯矩数值为 M = 5.41×2.50/2 = 6.76kN.m 根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条
其中 α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时, α1取为0.94,期间按线性内插法确定; fc──混凝土抗压强度设计值; h0──截面有效高度; fy──钢筋受拉强度设计值。
截面有效高度 h0 = 120-10 = 110mm;
αs = 6.76×106/(1.000×14.300×1.5×1000×110.02)=0.0260 ξ = 1-(1-2×0.0260)1/2=0.0260 γs = 1-0.0260/2=0.9870 楼板压点负弯矩配筋为
As = 6.76×10^6 / (0.9870×110.0×210.0) = 296.4 mm2 悬挑脚手架计算满足要求!
九、经过计算后,悬挑脚手架达到使用要求