鋼管腳手架的計算參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)。
計算的腳手架為雙排腳手架,搭設(shè)高度為50.0米,20.0米以下采用雙管立桿,20.0米以上采用單管立桿。
搭設(shè)尺寸為:立桿的縱距1.20米,立桿的橫距1.05米,立桿的步距1.20米。
采用的鋼管類型為48×3.5,連墻件采用2步3跨,豎向間距2.40米,水平間距3.60米。
施工均布荷載為4.0kN/m2,同時施工2層,腳手板共鋪設(shè)3層。
一、小橫桿的計算:
小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算,小橫桿在大橫桿的上面。
按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算小橫桿的最大彎矩和變形。
1.均布荷載值計算
小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038kN/m
腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.300×1.200/3=0.120kN/m
活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=4.000×1.200/3=1.600kN/m
荷載的計算值q=1.2×0.038+1.2×0.120+1.4×1.600=2.430kN/m
小橫桿計算簡圖
2.抗彎強(qiáng)度計算
最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩
計算公式如下:
M=2.430×1.0502/8=0.335kN.m=0.335×106/5080.0=65.924N/mm2
小橫桿的計算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!
3.撓度計算
最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度
計算公式如下:
荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=0.038+0.120+1.600=1.758kN/m
簡支梁均布荷載作用下的最大撓度
V=5.0×1.758×1050.04/(384×2.06×105×121900.0)=1.108mm
小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求!
二、大橫桿的計算:
大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算,小橫桿在大橫桿的上面。
用小橫桿支座的最大反力計算值,在最不利荷載布置下計算大橫桿的最大彎矩和變形。
1.荷載值計算
小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038×1.050=0.040kN
腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.300×1.050×1.200/3=0.126kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=4.000×1.050×1.200/3=1.680kN
荷載的計算值P=(1.2×0.040+1.2×0.126+1.4×1.680)/2=1.276kN
2.抗彎強(qiáng)度計算
最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和
均布荷載最大彎矩計算公式如下:
集中荷載最大彎矩計算公式如下:
M=0.08×(1.2×0.038)×1.2002+0.267×1.276×1.200=0.414kN.m
=0.414×106/5080.0=81.510N/mm2
大橫桿的計算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!
3.撓度計算
最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計算公式如下:
大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度
V1=0.677×0.038×1200.004/(100×2.060×105×121900.000)=0.02mm
集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=0.040+0.126+1.680=1.846kN
集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度
V1=1.883×1846.320×1200.003/(100×2.060×105×121900.000)=2.39mm
最大撓度和
V=V1+V2=2.414mm
大橫桿的最大撓度小于1200.0/150與10mm,滿足要求!
三、扣件抗滑力的計算:
縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.0kN;
R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值;
1.荷載值計算
橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038×1.200=0.046kN
腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.300×1.050×1.200/2=0.189kN
活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=4.000×1.050×1.200/2=2.520kN
荷載的計算值R=1.2×0.046+1.2×0.189+1.4×2.520=3.810kN
單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求!
當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40——65N.m時,試驗(yàn)表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN;
雙扣件在20kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kN.
四、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值:
作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。
靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容:
(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m);本例為0.1489
NG1=0.149×50.000=7.445kN
。2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2);本例采用沖壓鋼腳手板,標(biāo)準(zhǔn)值為0.30
NG2=0.300×3×1.200×(1.050+0.300)/2=0.729kN
(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m);本例采用欄桿、沖壓鋼腳手板擋板,標(biāo)準(zhǔn)值為0.11
NG3=0.110×1.200×3/2=0.198kN
。4)吊掛的安全設(shè)施荷載,包括安全網(wǎng)(kN/m2);0.005NG4=0.005×1.200×50.000=0.300kN
經(jīng)計算得到,靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.672kN.
活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和,內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。
經(jīng)計算得到,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=4.000×2×1.200×1.050/2=5.040kN
風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計算
其中W0——基本風(fēng)壓(kN/m2),按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用:W0=0.350
Uz——風(fēng)荷載高度變化系數(shù),按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用:Uz=0.840
Us——風(fēng)荷載體型系數(shù):Us=0.480
經(jīng)計算得到,風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=0.7×0.350×0.840×0.480=0.099kN/m2.
考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ
不考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式
N=1.2NG+1.4NQ
風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW計算公式
MW=0.85×1.4Wklah2/10
其中Wk——風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2);
la——立桿的縱距(m);
h——立桿的步距(m)。
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