脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN; 活荷载标准值: Q = 2×1.05×1.5 /2 = 1.575 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.035+0.05+0.236)+1.4×1.575=2.59 kN; R < 8.00 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: D表示单立杆部分,S表示双立杆部分。
(1)每米立杆承受的结构自重标准值,为0.1248kN/m
NGD1 = [0.1248+(1.05×2/2)×0.033/1.80]×(25.30-6.00) = 2.784kN; NGS1 = [0.1248+0.033+(1.05×2/2)×0.033/1.80]×6.00 = 1.065kN; (2)脚手板的自重标准值;采用竹笆片脚手板,标准值为0.3kN/m2 NGD2= 0.3×0×1.5×(1.05+0.3)/2 = 0 kN;
NGS2= 0.3×(13-0)×1.5×(1.05+0.3)/2 = 3.949 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15kN/m NGD3 = 0.15×0×1.5/2 = 0 kN;
NGS3 = 0.15×(13-0)×1.5/2 = 1.462 kN; (4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005 kN/m2 NGD4 = 0.005×1.5×(25.3-6) = 0.145 kN; NGS4 = 0.005×1.5×6 = 0.045 kN; 经计算得到,静荷载标准值
NGD = NGD1+NGD2+NGD3+NGD4 = 2.928 kN; NGS = NGS1+NGS2+NGS3+NGS4 = 6.521 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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 = 2×1.05×1.5×2/2 = 3.15 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
Nd = 1.2 NGD+0.85×1.4NQ = 1.2×2.928+ 0.85×1.4×3.15= 7.262 kN; Ns = 1.2 NGS+0.85×1.4NQ = 1.2×6.521+ 0.85×1.4×3.15= 11.574 kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'd = 1.2NGD+1.4NQ = 1.2×2.928+ 1.4×3.15=7.924kN;
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N's = 1.2NGS+1.4NQ = 1.2×6.521+ 1.4×3.15=12.236kN; 六、立杆的稳定性计算:
外脚手架采用双立杆搭设,按照均匀受力计算稳定性。
稳定性计算考虑风荷载,按立杆变截面处和架体底部不同高度分别计算风荷载标准值。风
荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:ω0
= 0.4 kN/m2;
μz -- 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:
μz= 0.74,0.74;
μs -- 风荷载体型系数:取值为0.214;
经计算得到,立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为: Wk1 = 0.7 ×0.4×0.74×0.214 = 0.044 kN/m2; Wk2 = 0.7 ×0.4×0.74×0.214 = 0.044 kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 分别为:
Mw1 = 0.85 ×1.4Wk1Lah2/10 = 0.85 ×1.4×0.044×1.5×1.82/10=0.026 kN·m; Mw2 = 0.85 ×1.4Wk2Lah2/10 = 0.85 ×1.4×0.044×1.5×1.82/10=0.026 kN·m; 1. 主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = Nd = 7.262 kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = N'd= 7.924kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.59 cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表
5.3.3得 : k = 1.155 ;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3
得 :μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m;
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长细比: L0/i = 196 ;
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= 0.188 立杆净截面面积 : A = 4.24 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.49 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时
σ = 7262.451/(0.188×424)+25644.058/4490 = 96.82 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 96.82 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足
要求!
不考虑风荷载时
σ = 7923.951/(0.188×424)=99.407 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 99.407 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足
要求!
2. 架体底部立杆稳定性计算。 考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = [1.2×(NGD+ NGS)+0.85×1.4×NQ]/2=7.544 kN; 不考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = [1.2×(NGD+ NGS)+ 1.4×NQ]/2=7.875kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.59 cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表
5.3.3得 : k = 1.155 ;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)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 = 196 ;
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= 0.188 立杆净截面面积 : A = 4.24 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.49 cm3;
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钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时
σ = 7544.066/(0.188×424)+25644.058/4490 = 100.353 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 100.353 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满
足要求!
不考虑风荷载时
σ = 7874.816/(0.188×424)=98.791 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 98.791 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足
要求!
七、连墙件的稳定性计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算: Nl = Nlw + N0
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=0.92,μs=0.214,ω0=0.4, Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×0.92×0.214×0.4 = 0.055 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.8 m2;
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)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 = 0.834 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 5.834 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 l/i = 300/15.9的结果查表得到 φ=0.949,l为内排架距离墙的长度; A = 4.24 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×4.24×10-4×205×103 = 82.487 kN; Nl = 5.834 < Nf = 82.487,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用双扣件与墙体连接。
由以上计算得到 Nl = 5.834小于双扣件的抗滑力 16 kN,满足要求!
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连墙件扣件连接示意图 八、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p ≤ fg
地基承载力设计值: fg = fgk×kc = 120 kPa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 120 kPa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =75.441 kPa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 1.2×(NGD+NGS)+0.85×1.4×NQ=1.2
×(2.928+6.521)+0.85×1.4×3.15 = 15.088 kN;
基础底面面积 :A = 0.2 m2 。
p=75.441kPa ≤ fg=120 kPa 。地基承载力满足要求!
19.5米高挑脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。 计算参数:
双排脚手架,搭设高度19.5米,立杆采用单立管。
立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.05米,内排架距离结构0.30米,立杆的步距1.80米。 采用的钢管类型为48×2.8,
连墙件采用2步2跨,竖向间距3.60米,水平间距3.00米。
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