其中Rc――扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;
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=0.038X0.850=0.033kN
脚手板的荷载标准值P2=0.300X0.850X1.500/2=0.191kN
活荷载标准值Q=3.000X0.850X1.500/2=1.913kN
荷载的计算值R=1.2X0.033+1.2X0.191+1.4X1.913=2.946kN
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,
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0.1072
NG1=0.107X35.000+6.000X0.038=3.984kN
⑵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0.30
NG2=0.300X10X1.500X(0.850+0.350)/2=2.700kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板,标准值为
NG3=0.170X1.500X10=2.550kN
⑷吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.010
NG4=0.010X1.500X35.000=0.525kN
经计算得到,静荷载标准值Ng=Ng什N32+N33+N34=9.759kN。
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值。
经计算得到,活荷载标准值Nq=3.000X1X1.500X0.850/2=1.913kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.200
Uz――风荷载高度变化系数,Ct=1.000
Us――风荷载体型系数:
Us=1.415
2
经计算得到:
W=0.200X1.000X1.415=0.283kN/m。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2Ng+0.9X1.4Nq
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:
N=1.2X9.759+0.9X1.4X1.913=14.121kN
其抗滑承载
0.17
1/2取
单双立杆交接位置的最大轴向压力:
N=1.2X8.885+0.9X1.4X1.913=13.072kN
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
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:
N=1.2X9.759+1.4X1.913=14.388kN
单双立杆交接位置的最大轴向压力:
N=1.2X8.885+1.4X1.913=13.340kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw计算公式
2
Mw=0.9X1.4Wdah2/10
其中Wk――风荷载标准值(kN/m2);
la立杆的纵距(m);
h立杆的步距(m)。
经过计算得到风荷载产生的弯矩:
Mw=0.9X1.4X0.283X1.500X1.800X1.800/10=0.173kN.m
五、立杆的稳定性计算
单双立杆交接位置和双立杆底部均需要立杆稳定性计算。
参照施工手册计算方法,双立杆底部的钢管截面面积和模量按照两倍的单钢管截面的0.7折减
考虑。
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,底部N=14.388kN,单双立杆交接位置N=13.340kN;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I0=kuh确定,I0=1.155X1.500X1.800=3.118m;
A——立杆净截面面积,A=5.935cnf;
W――立杆净截面模量(抵抗矩),W=6.287cm3;
入——长细比,为3118/16=196
入o——允许长细比(k取1),为2700/16=169<210长细比验算满足要求
©轴心受压立杆的稳定系数,由长细比IJ\的结果查表得到0.190;
(T钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);
[f]――钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
经计算得到:
2
(T=14388/(0.19X594)=127.904N/mm;
不考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算(7<[f],满足要求!
一一2
经计算得到单双立杆交接位置7=13340/(0.19X424)=166.014N/mm;
不考虑风荷载时,单双立杆交接位置的立杆稳定性计算7<[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,底部N=14.121kN,单双立杆交接位置N=13.072kN;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I°=kuh确定,l0=1.155X1.500X1.800=3.118m;A——立杆净截面面积,A=5.935cnf;
W――立杆净截面模量(抵抗矩),W=6.287cm3;
入——长细比,为3118/16=196
入0——允许长细比(k取1),为2700/16=169<210长细比验算满足要求!
©轴心受压立杆的稳定系数,由长细比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,M=0.173kN.m;
2
7――钢管立杆受压强度计算值(N/mm);
2
[f]钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm;
经计算得到7=14121/(0.19X594)+173000/6287=153.086N/mm2;
考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算(7<[f],满足要求!
2经计算得到单双立杆交接位置7=13072/(0.19X424)+173000/4491=201.270N/mm;
考虑风荷载时,单双立杆交接位置的立杆稳定性计算7<[f],满足要求!
六、最大搭设高度的计算:
不考虑风荷载时,当立杆采用单管时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下式计算:
[H]=[
©A7-(1.2NG2k+1.4NQk-NXie)]/1.2g
k
其中
NG2k—
—构配件自重标准值产生的轴向力,
NG2k=
5.775kN;
NQk
——活荷载标准值,N
Qk
=1.913kN;
gk
——每米立杆承受的结构自重标准值,
gk=
0.107kN/m;
NXie
——轴向力钢丝绳卸荷部分,
NQk=
0.000kN;
7
——钢管立杆抗压强度设计值,7
2
=205.00N/mm2;
经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=53.341米。
考虑风荷载时,当立杆采用单管时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下式计算:
[H]={©A7-[1.2NG2k+0.9X1.4(NQk+©AMWk/W)-Nxie]}/1.2gk
其中NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2k=5.775kN;
NQk——活荷载标准值,NQk=1.913kN;
gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.107kN/m;
Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,Mwk=0.138kN.m;
NXie——轴向力钢丝绳卸荷部分,NQk=0.000kN;
7——钢管立杆抗压强度设计值,7=205.00N/mm2;经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=31.329米。
取上面两式计算结果的最小值,脚手架允许搭设高度[H]=31.329米。
七、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
l=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:
N
lw=1.4XWkXAw
wk——
2
风荷载标准值,wk=0.283kN/m2;
Aw——
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:
A
2
w=3.60X4.50=16.200m;
No——
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=3.000
经计算得到Nlw=6.418kN,连墙件轴向力计算值Nl=9.418kN根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1=0.85Ac[f]根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2=0.85©A[f]
©=0.94;
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
222净截面面积Ac=4.24cm2;毛截面面积A=18.10cm2;[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf1=73.865kN
Nf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!
经过计算得到Nf2=297.693kN
Nf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!
连墙件采用双扣件与墙体连接。
经过计算得到Ni=9.418kN小于双扣件的抗滑力12.0kN,连墙件双扣件满足要求!
连墙件双扣件连接示意图
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
Pk其中pk脚手架立杆基础底面处的平均压力标准值,Pk=Nk/A=46.69(kPa)
Nk——上部结构传至基础顶面的轴向力标准值Nk=9.76+1.9仁11.67kN
2
A基础底面面积(m);A=0.25
2
fg――地基承载力设计值(kN/m);fg=68.00
地基承载力设计值应按下式计算
g=kcxfgk
其中kc
fgk
脚手架地基承载力调整系数;kc=0.40
地基承载力标准值;fgk=170.00
地基承载力的计算满足要求
扣件脚手架计算满足要求!