落地式扣件钢管脚手架计算书东侧外架Word格式.docx
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2.250=3.511kN/m
小横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
计算公式如下:
M=3.511×
1.0502/8=0.484kN.m
σ=0.484×
106/4491.0=107.742N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
荷载标准值q=0.038+0.262+2.250=2.551kN/m
简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5.0×
2.551×
1050.04/(384×
2.06×
105×
107780.0)=1.818mm
小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!
二、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038×
1.050=0.040kN
1.050×
1.500/2=0.276kN
1.500/2=2.362kN
荷载的计算值P=(1.2×
0.040+1.2×
0.276+1.4×
2.362)/2=1.843kN
大横杆计算简图
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=0.08×
(1.2×
0.038)×
1.5002+0.175×
1.843×
1.500=0.492kN.m
σ=0.492×
106/4491.0=109.589N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=0.677×
0.038×
1500.004/(100×
2.060×
107780.000)=0.06mm
集中荷载标准值P=(0.040+0.276+2.362)/2=1.339kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V1=1.146×
1339.222×
1500.003/(100×
107780.000)=2.33mm
最大挠度和
V=V1+V2=2.392mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
三、扣件抗滑力的计算:
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8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
横杆的自重标准值P1=0.038×
1.500=0.058kN
荷载的计算值R=1.2×
0.058+1.2×
2.362=3.707kN
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,其抗滑承载力可取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0.1381
NG1=0.138×
45.500=6.281kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);
本例采用木脚手板,标准值为0.35
NG2=0.350×
2×
1.500×
(1.050+0.300)/2=0.709kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);
本例采用栏杆、木脚手板标挡板,准值为0.17
NG3=0.170×
2/2=0.255kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);
0.010
NG4=0.010×
45.500=0.682kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.928kN。
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×
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),W0=0.300
Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.000
Us——风荷载体型系数:
Us=1.075
经计算得到:
Wk=0.300×
1.000×
1.075=0.323kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.9×
1.4NQ
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:
N=1.2×
7.928+0.9×
1.4×
4.725=15.467kN
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
7.928+1.4×
4.725=16.128kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.9×
1.4Wklah2/10
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=0.9×
0.323×
1.300×
1.300/10=0.103kN.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=16.128kN;
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=1.700;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×
1.700×
1.300=2.553m;
A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;
λ——由长细比,为2553/16=160;
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.274;
σ——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:
σ=16128/(0.27×
424)=138.859N/mm2;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<
[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=15.467kN;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.103kN.m;
经计算得到σ=15467/(0.27×
424)+103000/4491=156.100N/mm2;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<
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],按下列计算:
其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2K=1.646kN;
NQ——活荷载标准值,NQ=4.725kN;
gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.138kN/m;
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]=91.872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],按下列计算:
NQ——活荷载标准值,NQ=4.725kN;
Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,Mwk=0.082kN.m;
经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=79.784米。
取上面两式计算结果的最小值,脚手架允许搭设高度[H]=79.784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:
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——风荷载标准值,wk=0.323kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:
Aw=3.90×
4.50=17.550m2;
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=7.924kN,连墙件轴向力计算值Nl=10.924kN
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=0.85φA[f]
其中φ——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φ=0.95;
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Nf=300.110kN
Nf2>
Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!
连墙件双扣件连接示意图
八、钢梁强度和稳定性验算:
最大跨度5m,考虑最不利情况,立杆轴力作用在跨中,间隔1.5m,共有三个轴力作用于钢梁上,计算可得最大弯距位于跨中位置为:
可得最大弯距为:
(1)强度验算:
强度满足要求。
(2)稳定性验算:
查表得
于是有
稳定性满足要求。
钢梁强度和稳定性的计算满足要求!
九、脚手架配件数量匡算:
扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量,以适应构架时变化需要,因此按匡算方式来计算;
根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算:
L--长杆总长度(m);
N1--小横杆数(根);
N2--直角扣件数(个);
N3--对接扣件数(个);
N4--旋转扣件数(个);
S--脚手板面积(m2);
n--立杆总数(根)n=50;
H--搭设高度(m)H=45.5;
h--步距(m)h=1.3;
la--立杆纵距(m)la=1.5;
lb--立杆横距(m)lb=1.05;
长杆总长度(m)L=1.1×
45.5×
(50+1.5×
50/1.3-2×
1.5/1.3)=5274.50
小横杆数(根)N1=1.1×
(45.5/2.6+1)×
50=1018
直角扣件数(个)N2=2.2×
(45.5/1.3+1)×
50=3960
对接扣件数(个)N3=5274.50/6=880
旋转扣件数(个)N4=0.3×
5274.50/6=264
脚手板面积(m2)S=1.1×
(50-2)×
1.5×
1.05=83.16
根据以上公式计算得长杆总长5274.50;
小横杆1018根;
直角扣件3960个;
对接扣件880个;
旋转扣件264个;
脚手板83.16m2。
扣件脚手架计算满足要求!
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