充墙,脚手架需设密目安全网封闭防护,连墙杆采用钢管构件与墙体拉接,设小横杆间距为0.75m(为确保安全),试计算如下项目:
(1) 计算用单根钢管作立杆时,其架子允许搭设高度:(2)验算连墙点的抗风
强度及风荷载作用下架子的整体稳定:(3)验算小横杆、大横杆的强度与变形。
一、 试验算其允许搭设高度Hmax
(1) 由h=1.8,H=2h,b=1.05,查表4-4-10得Ψaf=48.49KN;
(2) 由b=1.05m,L=1.5m,脚手板铺设层数二层,查表4-45得NGK2=2.95KN: (3) 由b=1.05m,L=1.5m,QK=3.0KN(因为结构架取值),因为设定为两个
操作层施工,所以按QK-3.0QK/ m2 ,查表4-4-6NQK=6.30KN/ m2 (4) 由h=1.8m,L=1.5m,查表4-4-4得NKI=0.442KN:
(5) 将ΨAf,NGK2,NQK1代入公式(4-4-11)与(4-4-12),其中KA=0.85,
因立杆采用单根钢管得:
H=[KA×ΨAF-1.3(1.2NGK2+1.4NQK)/1.2NGK1]×h=85.35m Hmax≤H/(1+h/100)=85.35/(1+85.35/100)=85.35/1.4741 =46.048>14.3m 满足要求
二、 验算架子结构的整体稳定与单杆局部稳定 (1) 计算其搭设步数n1=14.3m/1.8=8步 (2) 验算脚手架整体稳定: a、 求最大轴压力值
N=1.2(n1NGK1+NGK2)+1.4NQK=1.2(17×0.0442+2.95)+1.4×6.3
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=21.38KN b、 计算Ψ值:
由b=1.05m,H1=2h,查表4-4-9得Ц=25 由b=1.05,H1=3.6h,计算λ
x
λx= H1/(b/2)=3.6/(1.05/2)=6.86 ∴λ。X=Цλx=25×6.86=171.25 由λ。X=171.25查表4-4-7得:Ψ=0.242 c、 验算整体稳定 ∵立杆用单钢管,KA=0.85
计算高度调整系数Km,由于H=14.3>10m
Kh=1/(1+H/100)=1/(1+14.3/100)=1/1.143=0.875 将N,ψ, KH, KA代入公式(4-4-4)
N/ψA=21.38×103/0.242×4.893×102×2=21380/236.8212 =90.28N/mm2
KA1×KH×f=0.85×0.875×205=152.46/ mm2>90.28N/mm2 ∴安全
三、(1)脚手架与主体结构连接抗风强度验算及风载作用的架子整体稳定验算: (1)、昆明地区基本风压、查荷载规范W=0.25N/mm2 (2)、计算风压标准值:W=0.75×βZЦstwWo。 根据钢管脚手架计算有关规定:
βZ=1,ЦZ=1.56, Цstw=ФЦS(1-ηn)/(1-η)时,本工程双排脚手架n=2,……Ustw=Фus(1+η)
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Ф-挡风系数,对有封闭防护的脚手架,h=1.8,I=1.5查表4-4-2得Ф=0.104根据规范(GBJ9-87)表6.3.1
由WoD2=0.5×0.0482=0.001152<0.002 查规范GBJ9-87表6.3.1.32项表得N=1 Ustw=0.104×1.2×(1+1)=0.2496
W=0.75×βzU2Wo=0.75×1.56×0.2496×0.25=0.073KN/m2 (3) 验算连墙点抗风强度
风荷载作用对每个连墙点产生的拉力或压力 N1=1.4HALAW=1.4×3.6×4.5×0.073=1.656KN
一个扣件的抗滑能力设计值为6.0KN,远大于1.656KN所以安全。 (4) 验算架子整体稳定 按公式4-4-6验算: N/ψA+M/bA1≤KAHAF
先计算作用于格构式压杆的风荷载q q=1.4LW=1.4×1.5×0.073=0.1533KN/m
M=qH21/8=0.1533×3.62/8=1.986768/8=0.248346KN.m M/bA1=0.248346×106/1050×489×2=0.242N/mm2 N/ψA=90.28N/mm
M/bA1+N1ψA=90.28+0.242=90.52N/mm2
KAKHF=0.85×0.799×205=139.23N/mm2>90.52N/mm2 所以安全
四、 验算小横杆、大横杆的强度与变形:
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(1) 小横杆计算: 强度计算
最不利荷载组合条件下的计算: q=1.2(GkC+gk)+1.4KQQNC
其中:GK-脚手板自重,查表4-4-20得GK=0.3KN/m2-小横杆间距C=0.75M,GK=38N/M,QK-施工荷载标准值,由己知得QM=2700N/m2,KQ施工荷载不均匀分布系数,一般取KQ=1.2
∴q=1.2(300×0.75+38)+1.4×1.2×2700×0.75=3717.6Nm Mmax=1/8(q活+q恒)b2=1/Bq b2=1/8×3717.6×1.052=512.33Nm 按下式验算抗弯强度: δ=Mmax/WN≤F
式中,WN-小横杆钢管净截面抵抗矩,由钢管规格ф48×3.5, 查表4-4-17得,WN=5078mm3
∴8=512330/5078=100.89N/mm2<205N/mm2 ∴安全 计算变形:
按下式进行近似地计算,可偏于安全: W/b=5qb3/384EI
式中:E,I为钢管材料弹性模量和钢管截面贯性矩 查表3-4-17可得E=2.06×10N/mm2,I=121900mm2
w/b=(5×3717.6×10503×103)/(384×2.06×105×121900) =0.0223<(1/150)=0.00
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∴满足要求
(2)大横杆强度计算
可近似地按以下简图直行计算:
图中F1为小横杆与大横杆交点处支座反力的最大值。 F1=bq/2+aq=(1.05×3717.6)/2+0.35×3717.6=3252.9N 因为活荷载约占90%,因此可近似按活荷载考虑: Mmax=0.213FL=0.213×3252.9×1.5=1039.3Nm σ=Mmax/Wn=1039.3/5078=204.70N/mm2<205N/mm2 ∴安全 变形计算:
W/b=1.615×FL2/100EI
=1.615×3252.9×15002/100×2.06×105×121900=0.0047 0. 0047<1/150=0.0067 ∴满足要求
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