大横杆计算荷载组合简图Word下载.docx
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0.052=0.109kN/m
活荷载的计算值q2=1.4×
1.050=1.470kN/m
挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×
0.109+0.10×
1.470)×
1.5002=0.350kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×
0.109+0.117×
1.5002=-0.412kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
=0.412×
106/4491.0=91.632N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m
活荷载标准值q2=1.050kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×
0.091+0.990×
1.050)×
1500.04/(100×
2.06×
105×
107780.0)=2.511mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
二、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);
本例采用竹笆片脚手板,标准值为0.15
NG2=0.150×
3×
1.500×
(1.050+0.300)/2=0.456kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);
本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15
NG3=0.150×
3/2=0.338kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);
0.005
NG4=0.005×
16.800=0.126kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.016kN。
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×
1.050/2=4.725kN
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)的规定采用:
W0=0.450
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=1.250
Us——风荷载体型系数:
Us=1.200
经计算得到,风荷载标准值Wk=0.7×
0.450×
1.250×
1.200=0.472kN/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
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——风荷载基本风压标准值(kN/m2);
la——立杆的纵距(m);
h——立杆的步距(m)。
五、立杆的稳定性计算:
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=10.23kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=3.12m;
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=1.50;
A——立杆净截面面积,A=4.24cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.49cm3;
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);
经计算得到
=127.36
[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=9.24kN;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定;
u=1.50
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.49cm3;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.273kN.m;
=175.86
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
六、连墙件的计算:
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——风荷载基本风压标准值,wk=0.472kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=3.60×
3.00=10.800m2;
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=7.144kN,连墙件轴向力计算值Nl=12.144kN
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=30.00/1.60的结果查表得到
=0.95;
A=4.24cm2;
[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf=82.709kN
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=12.144kN大于扣件的抗滑力8.0kN,不满足要求!
连墙件扣件连接示意图
七、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。
本工程中,脚手架排距为1050mm,内侧脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体=1450mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I=934.50cm4,截面抵抗矩W=116.80cm3,截面积A=25.15cm2。
受脚手架集中荷载P=10.23kN
水平钢梁自重荷载q=1.2×
25.15×
0.0001×
7.85×
10=0.24kN/m
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=11.086kN,R2=10.451kN,R3=-0.004kN
最大弯矩Mmax=1.833kN.m
抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=1.833×
106/(1.05×
116800.0)+3.215×
1000/2515.0=16.226N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
八、悬挑梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用[16b号槽钢U口水平,计算公式如下
b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
经过计算得到
b=570×
10.0×
65.0×
235/(1450.0×
160.0×
235.0)=1.60
由于
b大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用
b'
查表得到其值为0.893
经过计算得到强度
=1.83×
106/(0.893×
116800.00)=17.57N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算
九、拉杆的受力计算:
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
其中RUicos
i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力RCi=RUisin
i
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为
RU1=11.543kN
十、拉杆的强度计算:
拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算,为RU=11.543kN
拉杆的强度计算:
上面拉杆以钢管100.0×
10.0mm计算,斜拉杆的容许压力按照下式计算:
=N/A<
[f]
其中N——斜拉杆的轴心压力设计值,N=11.54kN;
A——斜拉杆净截面面积,A=29.85cm2;
——斜拉杆受拉强度计算值,经计算得到结果是3.87N/mm2;
[f]——斜拉杆抗拉强度设计值,f=215N/mm2;
受拉斜杆的稳定性计算
斜撑杆的焊缝计算:
斜撑杆采用焊接方式与墙体预埋件连接,对接焊缝强度计算公式如下
其中N为斜撑杆的轴向力,N=11.543kN;
lwt为焊接面积,取2984.52mm2;
ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度,取185.0N/mm2;
经过计算得到焊缝抗拉强度
=11543.18/2984.52=3.87N/mm2。
对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!
十一、锚固段与楼板连接的计算:
1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=10.451kN
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[10451×
4/(3.1416×
50×
2)]1/2=12mm
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。
2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:
锚固深度计算公式
其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=10.45kN;
d——楼板螺栓的直径,d=16mm;
[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/mm2;
h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到h要大于10451.23/(3.1416×
16×
1.5)=138.6mm。
3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式
b——楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=80mm;
fcc——混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=13.59N/mm2;
经过计算得到公式右边等于84.2kN
楼板混凝土局部承压计算满足要求!
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