上海市第一建筑有限公司 无锡世茂火车站北广场-B地块一期5#楼 下:
2.198kN2.198kN0.042kN/m3501050350350
弯矩和剪力计算简图
0.7740.7750.774
弯矩图(kN·m)
1.58kN1.58kN0.035kN/m3501050350350
变形计算简图
2.797
变形图(mm) 计算得到:
最大弯矩:M= 0.775 kN.m 最大变形:ν= 2.797 mm 3.强度验算
最大应力计算值σ = 0.775×106/4.73×103=163.867 N/mm2; 小横杆实际弯曲应力计算值σ=163.867N/mm2 小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
4.挠度验算
最大挠度ν=2.797mm;
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上海市第一建筑有限公司 无锡世茂火车站北广场-B地块一期5#楼 小横杆实际最大挠度计算值ν=2.797mm 小于最大允许挠度值min(1050/150,10)=7.000mm,满足要求!
四、作业层立杆扣件抗滑承载力的计算 1.小横杆传递给立杆的支座反力计算
根据实际受力情况进行电算(计算悬挑荷载),得到计算简图及内力图如下:
1.127kN2.198kN2.198kN0.042kN/m2.045kN0.974kN3501050350350300300
计算简图
1.941.9250.9870.2730.2880.9742.4852.5
剪力图(kN) 计算得到:
内立杆最大支座反力:F= 5.532 kN 外立杆最大支座反力:F= 3.067 kN 2. 作业层立杆扣件抗滑承载力的计算 扣件的抗滑承载力按照下式计算: R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值。规范规定直角、旋转单扣件承载力取值为
8.00kN。扣件抗滑承载力折减系数1,则该工程采用的单扣件承载力取值为8.000kN,双扣件承载力取值为16.000kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。本工程小横杆传
给内立杆的竖向作用力为5.532 kN, 小横杆传给外立杆的竖向作用力为3.067 kN;
作业层内力杆扣件抗滑承载力验算:内立杆受到的竖向作用力R=5.532kN ≤8.000kN,内力杆采用单扣件,其抗滑承载力的设计计算满足要求!
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上海市第一建筑有限公司 无锡世茂火车站北广场-B地块一期5#楼 作业层外力杆扣件抗滑承载力验算:外立杆受到的竖向作用力R=3.067kN ≤8.000kN,外力杆采用单扣件,其抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、脚手架立杆荷载计算
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.确定按稳定计算的脚手架搭设高度Hs
Hs=[H]/(1-0.001[H])=29/(1-0.001×29)=29.866 m; 2.静荷载标准值计算 (1)结构自重标准值NG1k 采用Φ48 × 3.2钢管。
外立杆:NG1k= gk Hs=0.1155×29.866=3.450 kN; 内立杆:NG1k= gk Hs=0.0985×29.866=2.943 kN; (2)构配件自重标准值NG2k 1)脚手板的自重标准值NG2k1
采用竹笆片(5mm厚),自重标准值gk1=0.045kN/m2 ,铺设层数n1=10层。 外立杆:NG2k1= n1×0.5×lb×la×gk1 = 16×0.5×1.05×1.2×0.045=0.454 kN; 内立杆:NG2k1= n1×(0.5×lb+a1)×la×gk1
= 16×(0.5×1.05+0.3)×1.2×0.045=0.713 kN;
2)防护栏杆及扣件的自重标准值NG2k3
采用Φ48 × 3.2钢管,自重标准值gk3=0.0354kN/m ,总根数n3=30根。 外立杆:NG2k3= n3×(la×gk3+0.0132)= 30×(1.2×0.0354+0.0132)=1.670 kN; 3)围护材料的自重标准值NG2k4
采用2300目/100cm2,A0=1.3mm2密目安全网全封闭,自重标准值gk4=0.01kN/m2。 外立杆:NG2k4= la×[H] ×gk4 =1.2×29×0.01=0.348 kN; 4)附加横杆及扣件的自重标准值NG2k5
搭接在小横杆上的大横杆根数n4=2根,铺设层数n5=16层,采用Φ48 × 3.2钢管,自重标准值gk6=0.0354kN/m。
外立杆:NG2k5= n5×0.5×n4×(la×gk6+0.0132)
= 16×0.5×2×(1.2×0.0354+0.0132)=0.891 kN;
内立杆:NG2k5= n5×(0.5×n4+1)×(la×gk6+0.0132)
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上海市第一建筑有限公司 无锡世茂火车站北广场-B地块一期5#楼 = 16×(0.5×2+1)×(1.2×0.0354+0.0132)=1.782 kN;
5)构配件自重标准值NG2k合计
外立杆:NG2k=0.454+1.670+0.348+0.891=3.363 kN; 内立杆:NG2k=0.713+1.782=2.495 kN; 3.活荷载标准值计算
活荷载按照2个结构作业层(荷载为3 kN/m2)计算,活荷载合计值∑Qk=6 kN/m2。 外立杆:∑NQk= 0.5×lb×la×∑Qk = 0.5×1.05×1.2×6=3.780 kN; 内立杆:∑NQk =(0.5×lb+a1)×la×∑Qk =(0.5×1.05+0.3)×1.2×6=5.940 kN;
4.风荷载标准值计算 Wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照荷载规范规定采用:ω0 = 0.45 kN/m2; μs -- 风荷载体型系数:μs=1.3? =1.3×0.871=1.132;?为挡风系数,
考虑了脚手架和围护材料的共同作用,计算过程复杂因篇幅有限计算过程从略。
μz -- 风荷载高度变化系数,按照荷载规范的规定采用:脚手架底部μz=
0.740,脚手架顶部μz= 0.984;
经计算得到,风荷载标准值为:
脚手架底部Wk = 0.7×0.45×0.740×1.132 = 0.264 kN/m2; 脚手架顶部Wk = 0.7×0.45×0.984×1.132 = 0.351 kN/m2; 六、立杆稳定性计算 (一)基本数据计算 1.立杆长细比验算
依据《扣件式规范》第5.1.9条:
长细比λ= l0/i = kμh/i=μh/i(k取为1) 查《扣件式规范》表5.3.3得:μ = 1.500; 立杆的截面回转半径:i = 1.590 cm; λ= 1.500×1.8×100/1.590=169.811
立杆实际长细比计算值λ=169.811 小于容许长细比210,满足要求!
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上海市第一建筑有限公司 无锡世茂火车站北广场-B地块一期5#楼 2.确定轴心受压构件的稳定系数φ
长细比λ= l0/i = kμh/i=1.155×1.500×1.8×100/1.590=196.132; 稳定系数φ查《扣件式规范》附录C表得到:φ= 0.188; 3.风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw Mw = 0.85×1.4WkLah2/10 经计算得到,各段弯矩Mw为: 脚手架底部 Mw= 0.122kN·m; (二)外立杆稳定性计算
1.组合风荷载时,外立杆的稳定性计算 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
外立杆的轴心压力设计值 N =1.2×(NG1k+NG2k)+0.85×1.4∑NQk
=1.2×(3.450+3.363)+ 0.85×1.4×3.780= 12.673
kN;
σ = 12673.492/(0.188×450)+122077.607/4730 = 175.825 N/mm2; 组合风荷载时,外立杆实际抗压应力计算值σ=175.825N/mm2 小于抗压强度设计值[f]=205N/mm,满足要求!
2.不组合风荷载时,外立杆的稳定性计算 σ = N/(φA) ≤ [f]
外立杆的轴心压力设计值 N =1.2×(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk
=1.2×(3.450+3.363)+ 1.4×3.780= 13.467 kN; σ = 13467.292/(0.188×450)=159.412 N/mm2;
不组合合风荷载时,外立杆实际抗压应力计算值σ=159.412N/mm2 小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(三)内立杆稳定性计算
全封闭双排脚手架仅考虑外立杆承受风荷载的作用,内立杆不考虑风荷载作用。 σ = N/(φA) ≤ [f]
内立杆的轴心压力设计值 N =1.2(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk
=1.2×(2.943+2.495)+ 1.4×5.940= 14.841 kN; σ = 14841.383/(0.188×450)=175.677 N/mm2;
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