纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值R=F=2.72kN〈Rc 结论:满足要求
(五)计算立杆段轴向力设计值N
立杆稳定性计算部位取脚手架底部。 1、脚手架结构自重标准值产生的轴向力
NG1K=Hsgk=15×0.1394=2.09kN
Hs——脚手架高度gk——每米立杆承受的结构自重 2、构配件自重标准值产生的轴向力
NG2K=0.5(lb+a1)la∑Qp1+Qp2la+laHQp3=0.5×(0.8+0.15)×1.5×2×0.35+0.14×1.5×2+1.5×15×0.005=1.031kN
lb——立杆横距;a1——小横杆外伸长度;la——立杆纵距;Qp1——脚手板自重标准值;
Qp2——脚手板挡板自重标准值;Qp3——密目式安全立网自重标准值; H——脚手架高度;
3、施工荷载标准值产生的轴向力总和
∑NQk=0.5(lb+a1)laQk=0.5×(0.8+0.15)×1.5×2×1=1.43kN Qk——施工均布荷载标准值; 4、组合风荷载时立杆轴向力设计值N
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4∑NQk=1.2×(2.09+1.031)+0.85×1.4×1.43=5.45kN
5、不组合风荷载时立杆轴向力设计值N
N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4∑NQk=1.2×(2.09+1.031)+1.4×1.43=5.75kN (六)落地架立杆的稳定性计算 1、分析立杆稳定性计算部位
密目式安全立网全封闭双排脚手架应考虑风荷载对脚手架的作用。 组合风荷载时,由规范公式5.3.1-2 N Mw
+ ≤f验算立杆稳定性 ?A W
N——计算立杆段的轴向力设计值;
?——轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比λ由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)附表C取值;
Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;f——钢材的抗压强度设计值;
A——立杆的截面面积;W——截面模量; 把规范公式5.3.4,
0.85×1.4ωklah2
Mw=0.85×1.4Mwk=
10
规范公式4.2.3,ωk=0.7μz·μs·ω0,
规范公式5.3.2-2 N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85×1.4∑NQk代入规范公式5.3.1-2化简为:
1.2Hgk
+
0.85×1.4×0.7μz·μs·ω0lah2
+ 1.2NG2k +
0.85×1.4∑NQk ≤f
?A 10W ?A ?A
H——脚手架高度;Mwk——风荷载标准值产生的弯矩; la——立杆纵距;h——步距;
gk——每米立杆承受的结构自重标准值; μz——风压高度变化系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用; μs——脚手架风荷载体型系数; ω0——基本风压;
NG1k——脚手架立杆承受的结构自重标准值产生的轴向力;
NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力; ∑NQk——施工荷载标准值产生的轴向力总和;
脚手架结构自重产生的轴压应力
1.2Hsgk
σg=
?A
风荷载产生的弯曲压应力: 10W
构配件(安全网除外,但其自重不大)自重荷载、施工荷载作用位置相对不变,其值不随高度变化而变化。风荷载随脚手架高度增大而增大,脚手架结构自重随脚手架高度降低而增加(计算中应考虑的架高范围增大),因此,取σ=σg +σW最大时作用部位验算立杆稳定性。 2、计算风荷载产生的弯曲压应力σw
根据规范4.2.4条,建筑物结构型式为框架结构。
风荷载体型系数μs=1.3?=1.3×0.8=1.040,?——挡风系数;
0.85×1.4×0.7μz×1.040×0.35×1.5×1.52×106
σw= =22.8μz 3
10×4.49×10
地面粗糙度B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。
3、计算脚手架结构自重产生的轴压应力σg
首先计算长细比λ:
l0
λ=
i
l0——计算长度,l0=kμh;i——截面回转半径;k——计算长度附加系数,其值取1.155;
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,应按规范表5.3.3采用; h:步距;
立杆横距lb=0.8m,连墙件布置二步三跨,查规范表5.3.3得μ=1.5,h=1.5m
kμh 1.155×1.5×150.0
λ= = =163 i 1.59
根据λ的值,查规范附录C表C得轴心受压构件的稳定系数?=0.265。 立杆纵距la=1.5m,查规范附录A表A-1得gk=0.1394kN/m
1.2Hsgk 1.2Hs×0.1394×103
σg = = =1.49HsN/mm2
?A 0.265×424.00
σw=
0.85×1.4×0.7μzμsω0lah2
4、求σ=σw +σg
列表如下: 高度(m) 5 18 μz 1.0 1.25 σw =22.8μz (N/mm2) 22.80 28.50 对应风荷载作用计算段高度取值Hg(m) 18 10 σg=1.49Hs (N/mm2) 26.82 14.90 σ=σw +σg (N/mm2) 49.62 43.40 分析说明:全封闭脚手架顶端风荷载产生弯曲压应力相对底部较大,但此处脚手架结构自重产生的轴压应力很小,σw +σg相对较小,5米高度处的风荷载产生的压应力虽较小,但脚手架自重产生的轴压应力接近最大σ=σw +σg最大,因此全闭脚手架立杆稳定性验算部位取底部。 5、验算长细比
由规范5.3.3式,且K=1,得
l0 kμh 1.5×150
λ= = = =142 <210
i i 1.59
结论:满足要求!。
6、计算立杆段轴向力设计值N
脚手架结构自重标准值产生的轴向力 NG1K=Hsgk=18×0.1394=2.51kN 构配件自重标准值产生的轴向力
NG2K=0.5(lb+a1)la∑Qp1+Qp2la+laHQp3=0.5×(0.8+0.15)×1.5×2×0.35+0.14×1.5×2+1.5×18×0.005=1.054kN
lb——立杆横距;a1——小横杆外伸长度;la——立杆纵距;Qp1——脚手板自重标准值;
Qp2——脚手板挡板自重标准值;Qp3——密目式安全立网自重标准值;H——脚手架高度;
施工荷载标准值产生的轴向力总和
∑NQk=0.5(lb+a1)laQk=0.5×(0.8+0.15)×1.5×3×2=4.28kN Qk——施工均布荷载标准值; 组合风荷载时
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4∑NQk=1.2×(2.51+1.054)+0.85×1.4×4.28=9.37kN
7、组合风荷载时,验算立杆稳定性
按规范公式5.3.1-2验算立杆稳定性,即:
3
N Mw 9.37×10
+ = +22.8×1.0=83.39+22.80=106.19N/mm2 8、不组合风荷载时,验算立杆稳定性 N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4∑NQk=1.2×(2.51+1.054)+1.4×4.28=10.27kN 按规范公式5.3.1-1验算立杆稳定性: N 10.27×103 = =91.40N/mm2 结论:满足要求!。 (七)悬挑架立杆的稳定性计算 立杆稳定性的计算部位选择脚手架底部。 组合风荷载时,由规范公式5.3.1-2 N Mw + ≤f验算立杆稳定性 ?A W N——计算立杆段的轴向力设计值; ?——轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比λ由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)附表C取值; f——钢材的抗压强度设计值;A——立杆的截面面积;W——截面模量;Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩; 0.85×1.4ωklah2 Mw=0.85×1.4Mwk= 10 规范公式4.2.3,ωk=0.7μz·μs·ω0, Mwk——风荷载标准值产生的弯矩; ωk——风荷载标准值 la——立杆纵距; h——步距;ω0——基本风压;μz——风压高度变化系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GBJ 9)规定采用,地面粗糙度类别为地面粗糙度B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。,脚手架高度50m, μz取1.67; μs——脚手架风荷载体型系数, 根据规范4.2.4条,封闭脚手架,背靠建筑物为敞开,框架或开洞墙,风荷载体型系数μs=1.3?=1.3×0.8=1.040, ?——挡风系数; 风荷载产生的弯曲压应力: Mw 0.85×1.4×0.7μzμsω0lah2 σw= = W 10W 0.85×1.4×0.7×1.67×1.040×0.35×1.5×1.52×106 σw= =38.1 N/mm2 3 10×4.49×10 计算长细比λ: l0 λ= i l0——计算长度,l0=kμh;i——截面回转半径;k——计算长度附加系数,其值取1.155; μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,应按规范表5.3.3采用;立杆横距lb=0.8m,连墙件布置二步三跨,查规范表5.3.3得μ=1.5.h——步距,1.5m kμh 1.155×1.5×150.0 λ= = =163 i 1.59 根据λ的值,查规范附录C表C得轴心受压构件的稳定系数?=0.265。 组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.3.1-2验算: N Mw 5.45×103 + = +38.1=86.605N/mm2 结论:满足要求! 不组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.3.1-1验算: N 5.75×103 = =51.17N/mm2 1、脚手架上水平风荷载标准值ωk 由规范公式4.2.3得ωk=0.7μz·μs·ω0 连墙件均匀布置,受风荷载最大的连墙件应在脚手架的最高部位,计算按60m考虑,地面粗糙度B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。风压高度变化系数μz=1.77 脚手架风荷载体型系数 μs=1.3?=1.3×0.8=1.040 ωk=0.7×1.77×1.040×0.35=0.45kN/m2 2、求连墙件轴向力设计值N 每个连墙件作用面积Aw=2×1.5×3×1.5=13.50m2 N=Nlw+N0=1.4wkAw+5=1.4×0.45×13.50+5=13.51kN Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值; N0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,双排脚手架N0=5kN; 3、连墙件稳定计算 连墙杆采用钢管时,杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上,因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离,即lH=0.3m,因此长细比 lH 30.0 λ= = =19 <[λ]=150 i 1.59 根据λ值,查规范附录表C, N 13.51×103 ?=0.949, = =33.58N/mm2 <205N/mm2 ?A 0.949×424 满足要求!。 抗滑承载力计算 直角扣件抗滑承载力计值Rc=8kN, 连墙件连接方式为双扣件,2*Rc=16kN。 Nl=13.51kN< 16.0kN