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:
ql4Pl4Vmax=0.677+0.990100EI100EI
其中:静荷载标准值: q= 0.033 kN/m; 活荷载标准值: P= 3×1=3 kN/m; 最大挠度计算值为:
V=0.677×0.033×15004/(100×2.06×105×107800)+0.99×3×15004/(100×2.06×105×107800)=6.822 mm
大横杆的最大容许挠度计算值为[V] =1500/150=10mm,规范规定值为10 mm,6.822<10,满足要求!
四、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数1.00,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
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8.00 kN; R — 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 纵向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值:
大横杆的自重标准值: P1 = 0.033×1.5=0.0495 kN; 跨中小横杆的自重标准值: P2 = 0.033×1.3/2=0.0215 kN; 脚手板通过跨中小横杆传至大横杆的自重标准值: P3 = 0.3×1×1.5/2=0.225 kN;
活荷载标准值: Q = 3×1×1.5 /2 = 2.25 kN;
按1.2×恒载+1.4×活载进行荷载组合得传至扣件最大荷载的设计值:
R1=1.2×(0.0495+0.0215+0.225)+1.4×2.25=3.505 kN;
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横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值:
小横杆的自重标准值: P1 = 0.033×1.3/2=0.0215 kN; 脚手板传至小横杆的自重标准值: P2 = 0.3×1×1.5/2=0.225 kN; 活荷载标准值: Q = 3×1×1.5 /2 = 2.25 kN;
按1.2×恒载+1.4×活载进行荷载组合得传至扣件最大荷载的设计值:
R2=1.2×(0.0215+0.225)+1.4×2.25=3.446 kN;
Rmax=3.505< 8.00 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载计算:
作用于脚手架立杆的荷载包括通过大横杆和小横杆通过扣件传递的静荷载、活荷载组合值,立杆自重产生的静载,防护栏杆、防护网产生的荷载,斜道产生荷载,风荷载。
1、已经计算出每层大横杆和小横杆传递至立杆的竖向荷载,整理得恒载和活载分别为:
恒载 P1恒=1.2×0.0495+0.0215+0.225+0.0215+0.225)=0.615 kN
活载 P1活=1.4×(2.25+2.25)=6.3 kN 2、立杆自重产生的荷载计算
本桥桥墩最高为12.5m,立杆计算高度取15m,组合系数为1.2; 立杆自重荷载为:P2=1.2×15×0.033kN/m=0.594 kN 3、防护措施荷载
防护栏杆每层两根,材料按水平杆同材料计算,0.033kN/m,防护网0.005kN/㎡,由此计算出每层产生荷载:
P3=1.2×(0.033×1.5×2+0.005×1.5×1.8)=0.125 kN 4、斜道产生荷载计算
斜道坡度为1:1,取一跨计算,跨度1.5m,上升高度1.5m,斜道长2.1m,按30cm一道脚踏横梯计算,斜道宽度60cm,
斜杆及扶手钢管自重:p1=2.1×2×0.033=0.139 kN
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脚踏横梯自重:p2=0.8/2×5×0.033=0.066 P4=1.2×(p1+p2)=0.206 kN
5、风荷载标准值按照以下公式计算
=0.7UzUsWo Wk
其中 Wo -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》
(GB50009-2001)的规定采用:
Wo = 0.25 kN/m2;
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= 1.13 ;
Us -- 风荷载体型系数:取值为1.3; 经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.25×1.13×1.3 =0.257 kN/m2; 综合得立杆最大轴向受力为: 不考虑风荷载
Pmax=(0.615+0.125+0.206)×8+0.594+6.3=14.46 kN 考虑风荷载 Pmax=(0.615+0.125+0.206)×8+0.594+0.85×6.3=13.52 kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 Mw 为
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.257×1.5×1.8×1.8/10
= 0.149 kN.m; 六、 立杆的稳定性计算:
脚手架采用双立杆搭设,按照均匀受力计算稳定性。 1、不考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式为:
σ=N≤fA
[]立杆的轴向压力设计值 :N = 14.46 kN;
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计算立杆的截面回转半径 :i = 1.59 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 :μ = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h (h=1.8) 确定 :l0 = 3.118 m;
长细比 lo/i = 196 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 :φ= 0.207 ;
立杆净截面面积 : A = 4.24 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.49 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; σ = 14460/(0.207×424)=158.04 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 158.04 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
2、考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式
σ=NMw+≤fAW
[]立杆的轴心压力设计值 :N =13.52 kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.59 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 :μ = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m; 长细比: l0/i = 196 ;
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= 0.207
立杆净截面面积 : A = 4.24 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.49 cm3;
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钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2;
σ = 13520/(0.207×424)+149000/4490 = 179.31 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 187.227 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
七、 立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足 p ≤ fg 地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 150 kPa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 150 kPa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =48.2 kPa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 14.46 kN; 基础底面面积 :A =0.2×1.5= 0.3 m2 。 p=48.2 ≤ fg=150 kPa 。地基承载力满足要求!
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