重庆腾宇建设工程有限公司 专项施工方案 0.88,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为7.00kN。
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7.00 kN; R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 大横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1.5×1/2=0.029 kN; 小横杆的自重标准值: P2 = 0.038×0.8/2=0.015 kN; 脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×0.8×1.5/2=0.18 kN; 活荷载标准值: Q = 3×0.8×1.5 /2 = 1.8 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.029+0.015+0.18)+1.4×1.8=2.789 kN; R < 7.00 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五)、脚手架立杆荷载计算:
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+(1.50×1/2)×0.038/1.80]×42 = 5.907; (2)脚手板的自重标准值(kN/m);采用竹笆片脚手板,标准值为0.3 NG2= 0.3×5×1.5×(0.8+0.2)/2 = 1.125 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15 NG3 = 0.15×5×1.5/2 = 0.562 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005 NG4 = 0.005×1.5×42 = 0.316 kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.91 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= 3×0.8×1.5×2/2 = 3.6 kN; 风荷载标准值按照以下公式计算
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重庆腾宇建设工程有限公司 专项施工方案 其中 Wo -- 基本风压(kN/m),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Wo = 0.45 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:
Uz= 1 ;
Us -- 风荷载体型系数:取值为0.645; 经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.45×1×0.645 = 0.203 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= 1.2×7.91+ 1.4×3.6= 14.512kN; 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 = 1.2×7.91+ 0.85×1.4×3.6= 13.776 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 ×1.4×0.203×1.5× 1.82/10 = 0.118 kN.m;
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六)、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴向压力设计值 :N = 14.512 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 ;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 :l0 = 3.118 m; 长细比 Lo/i = 197 ;
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;
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重庆腾宇建设工程有限公司 专项施工方案 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; σ = 14512/(0.186×489)=184.01 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 184.01 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
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立杆的轴心压力设计值 :N = 13.776 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 = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m; 长细比: L0/i = 197 ;
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 N/mm2;
σ = 13776/(0.186×489)+117504.23/5080 = 191.26 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 191.26N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
七)、最大搭设高度的计算:
按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为: NG2K = NG2+NG3+NG4 =2.003 kN; 活荷载标准值 :NQ = 3.6 kN;
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重庆腾宇建设工程有限公司 专项施工方案 每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m;
Hs =[0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×2.003+1.4×3.6)]/(1.2×.125) =58.15 m;
按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度 H小于或等于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H] = 58.15 /(1+0.001×58.15)=55.9 m;
[H]= 55.9和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =50m。 脚手架单立杆搭设高度为22m,小于[H],满足要求!
按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为: NG2K = NG2+NG3+NG4 = 2.003 kN; 活荷载标准值 :NQ = 3.6 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩: Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.118 /(1.4 × 0.85) = 0.099 kN.m;
Hs =( 0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×2.003+0.85×1.4×(3.6+0.186×4.89×100×0.099/5.08)))/(1.2×0.125)=49.4 m;
按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H] = 49.4 /(1+0.001×49.4)=47.07m;
[H]= 47.07 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =47 m。 脚手架单立杆搭设高度为42m,小于[H],满足要求!
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重庆腾宇建设工程有限公司 专项施工方案 八)、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
风荷载标准值 Wk = 0.203 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 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 = 4.608 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 9.608 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 = 200/15.8的结果查表得到 φ=0.966,l为内排架距离墙的长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.966×4.89×10×205×10 = 96.837 kN; Nl = 9.608 < Nf = 96.837,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用双扣件与坡面连墙件连接。
由以上计算得到 Nl = 9.608小于双扣件的抗滑力 14 kN,满足要求!
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连墙件扣件连接示意图 17