活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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 = 3×1.05×1.5×2/2 = 4.725 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×6.698+ 0.85×1.4×4.725= 13.66 kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.698+1.4×4.725=14.652kN;
六、立杆的稳定性计算:
风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:ω0 = 0.35 kN/m2;
μz -- 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:μz= 0.74;
μs -- 风荷载体型系数:取值为0.214; 经计算得到,风荷载标准值为:
Wk = 0.7 ×0.35×0.74×0.214 = 0.039 kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.039×1.5×1.52/10 = 0.016 kN·m;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = 13.660 kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = N'= 14.652kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.6 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 = 2.599 m; 长细比: L0/i = 162 ;
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= 0.268 立杆净截面面积 : A = 3.91 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.18 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时
σ = 13660.11/(0.268×391)+15582.327/4180 = 134.087 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 134.087 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
不考虑风荷载时
σ = 14652.36/(0.268×391)=139.829 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 139.829 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
七、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算: Nl = Nlw + N0
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=0.92,μs=0.214,ω0=0.35, Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×0.92×0.214×0.35 = 0.048 kN/m2; 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 9 m2;
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), N0= 5.000 kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算: Nlw = 1.4×Wk×Aw = 0.608 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 5.608 kN;
连墙件承载力设计值按下式计算: Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比 l/i = 300/16的结果查表得到 φ=0.949,l为内排架距离墙的长度; A = 3.91 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×3.91×10-4×205×103 = 76.067 kN; Nl = 5.608 < Nf = 76.067,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用双扣件与墙体连接。
由以上计算得到 Nl = 5.608小于双扣件的抗滑力 16 kN,满足要求!
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。
悬臂部分受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。 本方案中,脚手架排距为1050mm,内排脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1200mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1913.7 cm4,截面抵抗矩W = 191.4 cm3,截面积A = 32.83 cm2。
受脚手架集中荷载 N=1.2×6.698 +1.4×4.725 = 14.652 kN;
水平钢梁自重荷载 q=1.2×32.83×0.0001×78.5 = 0.309 kN/m;
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)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN·m)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm) 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为: R[1] = 19.8 kN; R[2] = 10.654 kN;