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集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
小横杆传递荷载 P=(0.036+0.166+1.425)/2=0.814kN
V= 1.883×0.814×1500.03/ ( 100 ×2.060×105×121900.0) = 2.060 mm;
最大挠度和:V= Vmax + Vpmax = 0.052+2.060=2.112 mm;
大横杆的最大挠度 2.112 mm ,小于大横杆的最大容许挠度 1500.0 / 150=10.0 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0.80,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 = 0.038×0.950×2/2=0.036 kN;
大横杆的自重标准值: P2 = 0.038×1.500=0.058 kN;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.350×0.950×1.500/2=0.249 kN;
活荷载标准值: Q = 3.000×0.950×1.500 /2 = 2.137 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.058+0.249)+1.4×2.137=3.361 kN; R < 6.40 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
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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(kN),为0.1248
NG1 = [0.1248+(0.95×2/2+1.50×2)×0.038/1.80]×20.00 = 4.181;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用木脚手板,标准值为0.35 NG2= 0.350×4×1.500×(0.950+0.3)/2 = 1.313 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.14 NG3 = 0.140×4×1.500/2 = 0.420 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005 NG4 = 0.005×1.500×20.000 = 0.150 kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.064 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= 3.000×0.950×1.500×2/2 = 4.275 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:
Wo = 0.300 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:
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Uz= 0.740 ;
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 ×0.300×0.740×0.649 = 0.101 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= 1.2×6.064+ 1.4×4.275= 13.262 kN;
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 = 1.2×6.064+ 0.85×1.4×4.275= 12.364 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 ×1.4×0.101×1.500× 1.8002/10 = 0.058 kN.m;
六、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:
立杆的轴向压力设计值 :N =13.262 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;
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σ = 13262.000/(0.186×489.000)=145.806 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 145.806 N/mm2 ,小于立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 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 =12.364 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 l0 = kuh 确定:l0 = 3.119 m; 长细比: L0/i = 197.000 ;
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] =205.000 N/mm2;
σ = 12363.850/(0.186×489.000)+58328.249/5080.000 = 147.417 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 147.417 N/mm2 ,小于立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!
七、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
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风荷载标准值 Wk = 0.101 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.800 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 = 1.525 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.525 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 = 300.000/15.800的结果查表得到 φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205.00 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×4.890×10-4×205.000×103 = 95.133 kN;
Nl = 6.525 < Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用单扣件与墙体连接。
由以上计算得到 Nl =6.525,小于单扣件的抗滑力 8.0 kN,满足要求!
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