1、因为在本工程外架搭设最大高度为21.3米,受风载影响最大,故需要对这段外架进行验算。根据结构力学,我们可以视脚手架为“无侧移的多层刚架”进行受力分析,立杆纵距最大处为1.8米,横距为1.0米,步距为1.8米,对脚手架而言,失稳是脚手架的主要危险所在,立杆受轴压作用,当立杆被压弯时会受到剪刀撑、斜撑及连墙杆的约束作用,相当于加在立杆两端的固定铰支座,可用右边的计算简图。 具体计算步骤如下: 1、立杆的计算长度L0L0=kh连墙件采用二步三跨,立杆横距为1.0米,单排架, =1.50k取1.155 h为步距L0=kh=1.1551.81.55=3.12米2、长细比= L0/i钢管型号:=48mm,
2、t=3.5mm 查规范附表可知i=1.58cm= L0/i=312/1.58=1973、由=204查表得稳定系数=0.1864、轴向力设计值的确定(考虑风载)N=1.2(NG1KNG2K)0.851.4NQK (1)每米立杆结构自重为0.1337kN底部立杆所受结构NG1K=0.133721.3=2.848kN采用竹脚手板,作业层为两层:0.351.61.022=0.56kN密目网自重:0.00521.3=0.192 KN栏杆、竹脚手板挡板自重:0.141.8/2=0.126KN底部立杆所受构配件重NG1K=0.56+0.192+0.126=0.88kN本工程外架为结构脚手架兼装修脚手架所以施
3、工荷载取QK=3.0kN由此可查出轴向力为NQK=31.0/2=2.7kN将以上数据代入(1)式得:N=1.2(2.848+0.88)+0.851.42.7=7.69N5、由风载产生的弯矩MW=0.851.4MWK=0.85WKLah2 /10 (2) WK=0.7 z s Wo 全封闭脚手架,s=1.3=1.31.2An/Aw=1.56 地面粗糙程度按B类计 z=1.67 Wo=0.45kN/mWK=0.7 z s Wo=0.71.671.560.45=0.82 kN/m2 La=1.8m h=1.8m将以上数据代入2式得:MW=0.85h2/10=0.850.821.8210=0.506k
4、Nm6、验算立杆的整体稳定性:N/AMw/Wf把3、4、5步得到的数据代入上式(钢管型号:=48mm,t=3.5mm 查表可知A=4.89cm2)N/AMw/W=(7.69103)/(0.1744.89102)506000/5080=90.3899.61=189.99N/m m 264.67 cm3 满足要求。b、挠度:=【Fb2L(3b/L)】/6EIQL4/8EI=【15.78610380021350(3800/1350)】/(62061660104)(2.4113504)/(8104)=1.5510.293mm=1.844mm 【】=L/400=2.375mm ,满足要求 c、在竖向上,
5、挑梁可以看成是只受静载或间接承受动载的实腹式压弯构件单向受弯的杆件,对其进行强度验算:N/AnMx/xWnxf水平向风载N=1.4WkAw=1.43.64.8=19.84 kN =19840 NAn=30.6cm2=3060mm2Mx=14.499kNm=14.499106 NmmWnx=185103x=1.05 N/AnMx/xWnx=19840/3060(14.499106)/(1.05185103)6.48+74.64=81.12N/mm2205 N/mm2= f 所选工字钢强度满足要求d、最后再验算挑梁在弯矩作用面内的稳定性: =N/xAM/Wx(1xN/NE) (3) x=L0/ix
6、=135/7.36=18 查表得x=0.952欧拉力NE=2EA/x2=3.1423060/182=19182kNN=19840N A=185103mm2 M=14.499106N将以上数据代入(3)式得:=N/xAM/Wx(1xN/NE)=19840/(0.9523060)(14.499106)/185103【1(0.95219840)/(19482103)】=6.81+78.451=85.261 N/mm29.6 N/mm2,满足要求挑梁翼缘和腹板交接处由弯矩引起的应力2m=M/Ww2=2.56103/318.35=8.04N/mm22v=V/Aw=8.3710/16.24=5.514N/mm2【(2m/f)2(2v)2】1/2=【(8.04/1.22)25.5142】1/2=8.360N/mm2 ff w=160 N/mm2从上面的计算可以看出,挑梁与腹板的焊缝连接完全满足要求,同时,通过上面的计算,可以发现挑梁所受的竖向、水平向荷载引起的应力远远小于所选型钢的强度设计值,也小于构件周边围焊的焊缝强度设计值。而斜撑所受的竖向荷载比较小,且是近轴向受力,斜撑下面的焊接焊缝尺寸与挑梁同腹板的连接焊缝尺寸基本接近,故斜撑与预埋钢板的焊缝1斜撑的强度都不必验算,均满足要求。五、挑架的选材分析通过对外架的各受力不利部
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