钢管计算简图
钢管按照三跨连续梁计算。
本算例中,钢管的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.08cm3 I=12.19cm4
钢管强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 线荷载设计值 q = 7.124+1.26=8.384 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.138.3843131= 0.838 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.838×106/5080 = 165.039 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2;
钢管的最大应力计算值 165.039 N/mm2 小于 钢管抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
钢管抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力: V = 0.637.12431 = 4.274 kN; 钢管的截面面积矩查表得 A = 489.000 mm2;
钢管受剪应力计算值 τ =2×4274.400/489.000 = 17.482 N/mm2; 钢管抗剪强度设计值 [τ] = 120 N/mm2;
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钢管的受剪应力计算值 17.482 N/mm2 小于 钢管抗剪强度设计值 120 N/mm2,满足要求!
钢管挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
q = 5.610 + 0.327 = 5.937 kN/m; 钢管最大挠度计算值 ω= 0.677×5.937×10004 /(100×206000×12.19×104)=1.601mm;
钢管的最大允许挠度 [ω]=1.000×1000/250=4.000 mm;
钢管的最大挠度计算值 ω= 1.601 mm 小于 钢管的最大允许挠度 [ω]=4 mm,满足要求!
3.支撑钢管的强度验算
支撑钢管按照简支梁的计算如下 荷载计算公式如下:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m2):
q1 = (24.000+1.500)31.100= 28.050 kN/m2; (2)模板的自重(kN/m): q2 = 0.350 kN/m2;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m2): q3= (2.500+2.000)=4.500 kN/m2;
q = 1.23(28.050 + 0.350 )+ 1.434.500 = 40.380 kN/m2;
梁底支撑根数为 n,立杆梁跨度方向间距为a, 梁宽为b,梁高为h,梁底支撑传递给钢管的集中力为P,梁侧模板传给钢管的集中力为N 。
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当n=2时:
当n>2时:
计算简图(kN)
支撑钢管变形图(mm)
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支撑钢管弯矩图(kN.m)
经过连续梁的计算得到:
支座反力 RA = RB=1.262 kN,中间支座最大反力Rmax=11.337; 最大弯矩 Mmax=0.379 kN.m; 最大挠度计算值 Vmax=0.273 mm;
支撑钢管的最大应力 σ=0.379×106/5080=74.534 N/mm2; 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 74.534 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!
八、梁底纵向钢管计算
纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。
九、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
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纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到 R=11.337 kN;
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
十、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括: 横杆的最大支座反力: N1 =1.262 kN ;
脚手架钢管的自重: N2 = 1.230.125313.4=2.007 kN;
楼板的混凝土模板的自重: N3=1.23(0.60/2+(1.20-0.60)/2)31.0030.35=0.252 kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.23(0.60/2+(1.20-0.60)/2)31.0030.1203(1.50+24.00)=2.203 kN;
N =1.262+2.007+0.252+2.203=5.724 kN;
υ-- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到; i -- 计算立杆的截面回转半径 (cm):i = 1.58; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.89;
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