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高层脚手架施工方案(新世界)

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连墙件扣件连接示意图 八、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700mm,内排脚手架距离墙体1000mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1700mm,

水平支撑梁的截面惯性矩I = 2370 cm4,截面抵抗矩W = 237 cm3,截面积A = 35.5 cm2。 受脚手架集中荷载 N=1.2×13.327 +1.4×3.15 = 20.402 kN; 水平钢梁自重荷载 q=1.2×35.5×0.0001×78.5 = 0.334 kN/m;

渐近法计算型钢受力(该部分仅供参考),因为最外层钢丝绳的钢丝绳变形最大,所以受力也最大,将最外层钢丝绳按照变形求出受力。如果同一型钢上还有其他钢丝绳,则其变形较小,依旧看作是铰支座。

1、将钢丝绳看做支点,通过连续梁求出该点的支座反力。

悬挑脚手架示意图

经过连续梁的计算得到

钢丝绳作为支座产生的支座反力为: R[1] = 31.104 kN;

2.当把钢丝绳看作支座时,该支座没有位移,此时钢丝绳受力最大,为R[1] = 31.104 kN,如果将钢丝绳的支座反力看作一个反向作用在型钢上的集中力Tmax,Tmax=R[1],在这个集中力作用下,该点没有位移。实际情况下,钢丝绳作为柔性构件,将会使型钢产生变形,该点位移为β0 , β0 =Tmax×(a2+b2)1/2/E×A =3.58>0,与实际不符。

a为钢丝绳竖向距离,b为外侧钢丝绳水平距离。

下面将通过叠代循环求出钢丝绳的实际受力与实际变形。通过反复循环,直到型钢的变形αi与细分力Ti作用下产生的变形相同βi,则此时的力Ti即为钢丝绳实际作用在型钢上的力。

令反向力 T1=Tmax×0.5,求出型钢变形α1=11.354mm,钢丝绳使型钢变形β1=T1×(a2+b2)1/2/E×A=1.79mm,α1>β1,继续循环。

令反向力 T8= Tmax×0.863,求出型钢变形α8=3.105mm,钢丝绳使型钢变形β8=T8×(a2+b2)1/2/E×A=3.09mm,α8=β8。

此时的力与变形平衡,T8=26.852kN即为钢丝绳实际作用在型钢上的支座反力。将T8带入连续梁求出型钢实际受力。

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为: R[1] = 20.004 kN; R[2] = -4.715 kN。 最大弯矩 Mmax= 10.099 kN·m;

最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 10.099×106 /( 1.05 ×237000 )+ 18.715×103 / 3550 = 45.853 N/mm2; 水平支撑梁的最大应力计算值 45.853 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!

九、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用20a号工字钢,计算公式如下: σ = M/φbWx ≤ [f] 查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得,φb=0.99

由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到 φb值为0.79。 经过计算得到最大应力 σ = 10.099×106 /( 0.79×237000 )= 54.27 N/mm2; 水平钢梁的稳定性计算 σ = 54.27 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求! 十、拉绳的受力计算

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算: RAH = ΣRUicosθi 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=30.205 kN; 十一、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,为: RU=30.205 kN 选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1850MPa,直径18.5mm。 [Fg] = aFg/K

得到:[Fg]=33.717KN>Ru=30.205KN。 经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。 钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为: N=RU=30.205kN 钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为: σ = N/A ≤ [f]

其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;

所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(30205×4/(3.142×50×2)) 1/2 =19.6mm; 实际拉环选用直径D=20mm 的HPB235的钢筋制作即可。 十二、锚固段与楼板连接的计算

水平钢梁与楼板压点如果采用压环,拉环强度计算如下 水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=4.715 kN; 压环钢筋的设计直径D=18mm;

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: σ = N/2A ≤ [f]

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 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;

A=πD2/4=3.142×162/4=201.062mm2

σ=N/2A=4715.27/201.062×2=11.726N/mm2;

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。 拉环所受应力小于50N/mm2,满足要求!

十四、结论和建议

满足要求。

高层脚手架施工方案(新世界)

连墙件扣件连接示意图八、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700mm,内排脚手架距离墙体1000mm,支拉斜杆的支点距离墙体为17
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