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均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×900.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.02mm
集中荷载标准值P=0.058+0.101+2.025=2.184kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=2183.850×900.0×900.0×900.0/(48×2.06×105×107780.0)=1.494mm
最大挠度和
V=V1+V2=1.509mm
小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
三)扣件抗滑力的计算:
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8.0kN;
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 1.荷载值计算
横杆的自重标准值 P1=0.038×0.900=0.035kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×0.900×1.500/2=0.101kN 活荷载标准值 Q=3.000×0.900×1.500/2=2.025kN
荷载的计算值 R=1.2×0.035+1.2×0.101+1.4×2.025=2.998kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
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0.1070
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NG1 = 0.107×42.000=4.493kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用冲压钢脚手板,标准值为0.15
NG2 = 0.150×23×1.500×(0.900+0.350)/2=3.234kN
(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0.14 NG3 = 0.140×1.500×23/4=1.208kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.055
NG4 = 0.055×1.500×42.000=3.465kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 12.400kN。
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 = 3.000×2×1.500×0.900/2=4.050kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用:W0 = 0.500
Uz —— 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用:Uz = 0.740
Us —— 风荷载体型系数:Us = 1.236
经计算得到,风荷载标准值Wk = 0.7×0.500×0.740×1.236 = 0.320kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
考虑到分段卸荷作用,经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=(1.2×12.400+0.85×1.4×4.050)/3×1.50=9.850kN
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
考虑到分段卸荷作用,经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=(1.2×12.400+1.4×4.050)/3×1.50=10.275kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.85×1.4Wklah2/10 其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2); la —— 立杆的纵距 (m);
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h —— 立杆的步距 (m)。 经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.85×1.4×0.320×1.500×1.800×1.800/10=0.185kN.m
五)立杆的稳定性计算:
0.卸荷计算[规范外内容,供参考]
卸荷吊点按照完全卸荷计算方法。
在脚手架全高范围内增加2吊点;吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位臵;以吊点分段计算。
计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配。
经过计算得到
1=arctg[5.00/(0.90+0.35)]=1.326 2=arctg[5.00/0.35]=1.501
最下面的立杆轴向力在考虑风荷载时为9.850kN和9.850kN。 最下面的立杆轴向力在不考虑风荷载时为10.275kN和10.275kN。 考虑荷载组合,各吊点位臵处内力计算为(kN) T1=10.59 T2=10.30 F1=2.57 F2=0.72 其中T钢丝绳拉力,F钢丝绳水平分力。
所有卸荷钢丝绳的最大拉力为10.591kN。
选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于10.000×10.591/0.850=124.600kN。
选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径15.5mm。满足要求! 吊环强度计算公式为 = T / A < [f]
其中[f] —— 吊环钢筋抗拉强度,《混凝土结构设计规范》规定[f] = 50N/mm2; A ——吊环截面积,每个吊环按照两个截面计算。
经过计算得到,选择吊环的直径要至少(21182.053×4/3.1416/50/2)1/2=16mm。
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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=10.275kN; 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; —— 由长细比,为3118/16=196;
—— 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; —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 =10275/(0.19×424)=127.871N/mm2;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < [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=9.850kN; 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; —— 由长细比,为3118/16=196;
—— 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=0.185kN.m;
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 =9850/(0.19×424)+185000/4491=163.804N/mm2;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
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六)连墙件的计算:
风荷载标准值应按照以下公式计算:(按40米高处风荷载标准值)
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
附录表D.4的规定采用:W0 = 0.500
Uz —— 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
附录表7.2.1的规定采用:Uz = 1.130
Us —— 风荷载体型系数:Us = 1.236
经计算得到,风荷载标准值Wk = 0.7×0.500×1.130×1.236 = 0.489kN/m2。 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. 489kN/m2;
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw = 2.50×1.50 = 3.7500m2;(考虑层高为5米,两楼层中间加设一道连墙件)
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No = 5.000
经计算得到 Nlw = 2.56 kN,连墙件轴向力计算值 Nl = 7.56kN 连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]
其中 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=35.00/1.60的结果查表得到=0.94;
A = 4.24cm2;[f] = 205.00N/mm2。 经过计算得到 Nf = 82.043kN
Nf>Nl,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用扣件与墙体连接。
经过计算得到 Nl = 7.56kN小于扣件的抗滑力8.0kN,连墙杆与内外立杆同时连接才满足要求!
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