万盛区东城大道四星级公厕外脚手架施工方案
N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×5.337+ 1.4×3.000= 10.604 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 = 1.2×5.337+ 0.85×1.4×3.000= 9.974 kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.85 ×1.4WkLah/10 =0.850 ×1.4×0.202×1.500× 1.800/10 = 0.117 kN.m; 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: 立杆的轴向压力设计值:N =10.604 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 = 1.500 ; 计算长度 ,由公式 lo = kμh 确定 :l0 = 3.119 m; 长细比 Lo/i = 196.000 ;
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= 0.188 ;
立杆净截面面积 : A = 4.50 cm; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.73 cm; 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205.000 N/mm; σ = 10604.000/(0.188×450.000)=125.348 N/mm;
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立杆稳定性计算 σ = 125.348 N/mm小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm,满足要求! 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 =9.974 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 = 1.500 ; 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.119 m; 长细比: L0/i = 196.000 ;
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= 0.188
立杆净截面面积 : A = 4.50 cm; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.73 cm; 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205.000 N/mm;
σ = 9974.400/(0.188×450.000)+116656.499/4730.000 = 142.564 N/mm;
立杆稳定性计算 σ = 142.564 N/mm小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm,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
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风荷载标准值 Wk = 0.202 kN/m;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.200 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), 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 = 4.575 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 9.575 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 l0/i = 300.000/15.900的结果查表得到 φ=0.949,l为内排架距离墙的长度; 又: A = 4.50 cm;[f]=205.00 N/mm; 连墙件轴向承载力设计值为 Nf =
0.949×4.500×10×205.000×10 = 87.545 kN;
Nl = 9.575 < Nf = 87.545,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 = 9.575小于双扣件的抗滑力 16.0 kN,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
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八、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为: RU1=19.491 kN; 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均取最大值进行计算,为 RU=19.491 kN
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19.491kN,α=0.820,K=6.000,得到: 经计算,钢丝绳最小直径必须大于17.000mm才能满足要求! 钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为
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N=RU=19.491kN
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为
其中 [f] 为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f] = 125N/mm; 所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(1949.111×4/3.142×125.000) =15.000mm; 十二、锚固段与楼板连接的计算:
1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:
水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=0.124 kN; 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:
其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f] = 50N/mm;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[123.680×4/(3.142×50×2)]1/2 =1.255 mm;
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。
2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:
锚固深度计算公式:
其中 N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N = 0.124kN;
d -- 楼板螺栓的直径,d = 20.000mm
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[fb] -- 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.270N/mm;
h -- 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到 h 要大于
123.680/(3.142×20.000×1.270)=1.550mm。
3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:
其中 N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向压力,N = 8.274kN;
d -- 楼板螺栓的直径,d = 20.000mm;
b -- 楼板内的螺栓锚板边长,b=5×d=100.000mm; fcc -- 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.950fc=11.900N/mm;
经过计算得到公式右边等于115.26 kN,大于锚固力 N=8.27 kN ,楼板混凝土局部承压计算满足要求!
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