经计算得到,静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.4772 kN;
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= 3.000×0.900×1.500×2/2 = 4.050 kN; 风荷载标准值应按照以下公式计算
2
2
其中 Wo -- 基本风压(kN/m),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用: Wo = 0.550 kN/m;
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= 0.740 ;
Us -- 风荷载体型系数:Us =0.649 ; 经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.550×0.740×0.649 = 0.185 kN/m; 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= 1.2×3.439+ 1.4×4.050= 9.797 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×3.439+ 0.85×1.4×4.050= 8.947 kN; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式
Mw = 0.85 ×1.4WkLah/10 =0.850 ×1.4×0.185×1.500× 1.500/10 = 0.074 kN.m;
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2
六、立杆的稳定性计算:
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴心压力设计值 :N =9.797 kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:K = 1.155 ;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :U = 1.500 计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定 :lo = 2.599 m; Lo/i = 164.000 ;
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= 0.262 ; 立杆净截面面积 : A = 4.89 cm; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm; σ = 9797.000/(0.262×489.000)=76.469 N/mm;
立杆稳定性计算 σ = 76.469 小于立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm 满足要求!
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考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值 :N =8.947 kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 : K = 1.155 ; 计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :U = 1.500 计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定:lo = 2.599 m; Lo/i = 164.000 ;
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= 0.262 立杆净截面面积 : A = 4.89 cm; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm;
σ = 8946.540/(0.262×489.000)+74260.503/5080.000 = 84.449 N/mm;
立杆稳定性计算 σ = 84.449 小于立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm 满足要求!
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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
风荷载基本风压值 Wk = 0.185 kN/m;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 9.00 m;
按《规范》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), No= 5.000 kN; 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 = 2.331 kN;
连墙件的轴向力计算值 NL= NLw + No=5.00+2.331= 7.331 kN; 其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度, 由长细比 l/i=300.000/15.800的结果查表得到0.949; A = 4.89 cm;[f]=205.00 N/mm;
连墙件轴向力设计值 Nf=φ×A×[f]=0.949×4.890×10×205.000×10 = 95.133 kN; Nl=7.331 经过计算得到 Nl=8.495小于双扣件的抗滑力 16.0 kN,满足要求! -4 3 2 2 2 2 连墙件扣件连接示意图 八、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900mm,内侧脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1100mm, 水平支撑梁的截面惯性矩I = 1660.00 cm,截面抵抗矩W = 185.00 cm,截面积A = 30.60 cm。 受脚手架集中荷载 N=1.2×3.439 +1.4×4.050 = 9.797 kN; 水平钢梁自重荷载 q=1.2×30.600×0.0001×78.500 = 0.288 kN/m; 2 4 3 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) 悬挑脚手架支撑梁变形图(kN) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R[1] = 12.968 kN; R[2] = 7.614 kN; R[3] = -0.210 kN。 最大弯矩 Mmax= 1.440 kN.m; 最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 1.440×10 /( 1.05 ×185000.0 )+ 0.000×10 / 3060.0 = 7.413 N/mm; 水平支撑梁的最大应力计算值 σ =7.413 小于水平支撑梁的抗压强度设计值 215.000 N/mm,满足要求! 2 3 2 6 九、悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用[18号工字钢,计算公式如下 其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算: 经过计算得到强度 φb = 570 ×10.7×94.0× 235 /( 1100.0×180.0×235.0) = 2.90 由于φb大于0.6,查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到 φb值为0.973。 经过计算得到强度 σ = 1.440×10 /( 0.973×185000.00 )= 8.003 N/mm; 水平钢梁的稳定性计算 σ = 8.003 小于 [f] = 215.000 N/mm ,满足要求! 2 62 十、拉绳的受力计算: 水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算 其中RUicosθi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力 RCi=RUisinθi 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别 RU1=14.974kN 十一、拉绳的强度计算: 钢丝拉绳(支杆)的内力计算: 钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算,为 RU=14.974kN 如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算: 其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN); Fg -- 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN); 计算中可以近似计算Fg=0.5d,d为钢丝绳直径(mm); α -- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8; K -- 钢丝绳使用安全系数。 计算中[Fg]取14.974kN,α=0.820,K=10.000,得到: 经以上计算钢丝绳最小直径必须大于20.000mm才能满足要求! 钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算 钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为 N=RU=14.974kN 钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算公式为 2
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