软件编制的脚手架施工方案(含物料提升机、卸料平台)(8)

2019-03-16 15:59

工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):

R ≤ Rc

其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;

R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 大横杆的自重标准值: P1=0.031×1.5×2/2=0.047kN; 小横杆的自重标准值: P2=0.031×1.05/2=0.016kN; 脚手板的自重标准值: P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN; 活荷载标准值: Q=3×1.05×1.5 /2=2.362kN;

荷载的设计值: R=1.2×(0.047+0.016+0.236)+1.4×2.362=3.667kN; R < 8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载的计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容:

(1)每米立杆承受的结构自重标准值,为0.1248kN/m

NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.031/1.80]×18.00=2.714kN; (2)脚手板的自重标准值;采用竹笆片脚手板,标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.3×4×1.5×(1.05+0.3)/2=1.215kN;

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15kN/m NG3=0.15×4×1.5/2=0.45kN;

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005kN/m2 NG4=0.005×1.5×18=0.135kN; 经计算得到,静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.514kN;

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=4.725kN; 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=1.2×4.514+ 0.85×1.4×4.725= 11.04kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.514+1.4×4.725=12.032kN;

六、钢丝绳卸荷计算(因此内容在规范以外,故仅供参考)

钢丝绳卸荷按照完全卸荷计算方法。

在脚手架全高范围内卸荷2次;吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置;以卸荷吊点分段计算。

第1 次卸荷净高度为2m; 第2 次卸荷净高度为8m;

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经过计算得到

a1=arctg[3.000/(1.050+0.300)]=65.772度 a2=arctg[3.000/0.300]=84.289度 第1次卸荷处立杆轴向力为:

P1=P2=1.5×11.04×2/18 =1.84kN; kx为不均匀系数,取1.5

各吊点位置处内力计算为(kN): T1=P1/sina1=1.840/0.912=2.018kN T2=P2/sina2=1.840/0.995=1.849kN G1=P1/tana1=1.840/2.222=0.828kN G2=P2/tana2=1.840/10.000=0.184kN

其中T钢丝绳轴向拉力,G钢丝绳水平分力。

卸荷钢丝绳的最大轴向拉力为[Fg]= T1 =2.018kN。 钢丝绳的容许拉力按照下式计算: [Fg]=aFg/K

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=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm); α -- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,取0.82; K -- 钢丝绳使用安全系数。

计算中[Fg]取 2.018kN,α=0.82,K=6,得到:

选择卸荷钢丝绳的最小直径为:d =(2×2.018×6.000/0.820)0.5=5.4 mm。 吊环强度计算公式为:σ=N / A ≤ [f] 其中 [f] -- 吊环钢筋抗拉强度,《混凝土结构设计规范》规定[f]=50N/mm2; N -- 吊环上承受的荷载等于[Fg];

A -- 吊环截面积,每个吊环按照两个截面计算,A=0.5πd2; 选择吊环的最小直径要为:d =(2×[Fg]/[f]/π)0.5 =(2×2.018×103/50/3.142)0.5=5.1 mm。

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第1次卸荷钢丝绳最小直径为 5.4 mm,必须拉紧至 2.018kN,吊环直径为 6.0 mm。

根据各次卸荷高度得:

第2次卸荷钢丝绳最小直径为 10.9 mm,必须拉紧至 8.071kN,吊环直径为 12.0 mm。

七、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=0.35kN/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=0.039kN/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 ×1.4×0.039×1.5×1.82/10=0.022kN·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=11.04×8/18 =4.907kN; 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=12.032×8/18 =5.348kN; 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《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 : k=1.155 ;

计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 :μ=1.5 ;

计算长度 ,由公式 l0=kuh 确定:l0=3.118 m; 长细比: L0/i=195 ;

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= 0.189 立杆净截面面积 : A=3.98 cm2;

立杆净截面模量(抵抗矩) :W=4.25 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205N/mm2; 考虑风荷载时 σ=4906.68/(0.189×398)+22438.551/4250=70.509N/mm2;

立杆稳定性计算 σ=70.509N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!

不考虑风荷载时 σ=5347.68/(0.189×398)=71.092N/mm2;

立杆稳定性计算 σ=71.092N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值

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[f]=205N/mm2,满足要求!

八、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=0.048kN/m2;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw=16.2 m2; 按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)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= 5.000kN;

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=1.094kN;

连墙件的轴向力设计值 Nl=Nlw + N0= 6.094kN; 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=3.98 cm2;[f]=205N/mm2;

连墙件轴向承载力设计值为 Nf=0.949×3.98×10-4×205×103=77.429kN; Nl=6.094 < Nf=77.429,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用单扣件与墙体连接。

由以上计算得到 Nl =6.094小于单扣件的抗滑力 8kN,满足要求!

连墙件扣件连接示意图

九、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

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点距离墙体为 1200mm,

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4,截面抵抗矩W=141cm3,截面积A=26.1cm2。 受脚手架集中荷载 P=(1.2×4.514 +1.4×4.725)×8/18= 5.348kN; 水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/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

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