D、计算组合风荷载时立杆段的轴向力设计值 脚手架结构自重标准值产生的轴向力:
本工程采用的钢管长度规格与JGJ130-2001中附录A表A-1计算依据出入较大(如本工程横向水平杆长1.5M,而规范按2.2M计算等),现按实际计算脚手架外排架的单位自重。
钢管重量(q):38.4N/m,纵向水平杆、立杆每根取6M长,每6M长钢管上计算一个对接扣件。
直角扣件(q1):按每个主节点处三个,每个自重13.2N。 对接扣件(q2):按每6M长钢管一个,每个自重18.4N。 旋转扣件(q3):按剪刀撑每个扣接点一个,每个自重14.6N。 横向水平杆:每个主节点一根,取1.2M长。 单位轮廓面积上外排架主框架的重量: GD={(2la+h+1.2/2)*q+3q1+(2la+h)/6* q2}/ la*h
={(2*1.5+1.8+1.2/2)*38.4+3*13.2+(2*1.5+1.8)/6* 18.4}/ 1.2*1.8 =96.9N/㎡=0.096K N/㎡。
剪刀撑在全长设置,计算时按有剪刀撑计算。设两个10米杆交叉组成一个计算单元,共用长杆4根,每根10米斜杆用2根6米长杆搭接。每个搭接处用3个旋转扣件,搭接长度为1米。两个10米杆交叉组成的一个计算单元中,合计共4处搭接。剪刀撑斜杆与立杆交叉处均有旋转扣件。剪刀撑斜杆与地面夹角为45度。剪刀撑钢管和扣件重量按下式计算:
GJ={2*(10+2*1)q+4*3q3+(2*10cosa)/ la* q3}/ 10cosa*10cosa
={2*12*38.4+4*3*14.6+(2*10cos45。)/1.8*14.6}/ (10*10cos45。)2 =24.2N/㎡=0.0242KN/㎡。
脚手架外排架每米立杆承受的结构自重为: gk=(GD+GJ)la=(0.096+0.0242)*1.2=0.14kN/m
NGlk=Hsgk=[H]/(1-0.001[H])gk=30/(1-0.001*30)*0.14=3.71kN 构配件(脚手板、栏杆、挡脚手板、安全网)自重标准值产生的轴向力:
NG2k=0.5(lb+0.25)la∑Qp1+∑Qp2la+Qp3la[H]
=0.5*(0.8+0.25)*1.5*1.05+0.088*1.5+0.005*1.5*20=0.90kN 施工荷载标准值产生的轴向力:
∑NQk=0.5(lb+0.25)la∑Qk=0.5*(0.8+0.25)*1.5*2=1.58kN 组合风荷载时立杆段的轴向力设计值: N=1.2(NG1k+ NG2k)+0.85*1.4∑NQ k
=1.2*(3.71+0.9)+0.85*1.4*1.58=7.41kN E、计算不组合风荷载时立杆段的轴向力设计值: N=1.2(NG1k+ NG2k)+1.4∑NQ k =1.2*(3.71+0.9)+1.4*1.58=7.74kN F、立杆稳定性验算 组合风荷载时:
N/φΑ+Μω/W=7.41*103/(0.186*489)+0.120*106/5.08*103 =105.1N/㎜2<205 N/㎜2 满足要求。
不组合风荷载时:
N/φΑ=7.41*103/(0.186*489)=85.09N/㎜2<205 N/㎜2 满足要求。 8.6连墙件验算
A、扣件连接抗滑承载力验算
连墙件均匀布置,受风荷载作用最大的连墙件应在脚手架的最高部位,按高度20M处考虑,风压高度变化系数:μ
ωk=0.7μz*μs*ωo=0.7*1.00*1.144*0.35=0.28kN/㎡。
连墙件水平方向设置间距为4.5M,高度方向每二步设置,即3.6M间距,每根连墙件覆盖面积为:
S=6*3.6=21.60㎡ 连墙件的轴向力设计值:
Nl=Nlω+No=1.4*0.28*21.6+5=13.47kN<2Rc=16kN
连墙件与外架的连接应采用双扣件,即连墙杆采用直角扣件与脚手架的内、外排立杆均应连接。连墙杆与墙体的连接应采用不少于两只直角扣件扣牢。
B、连墙杆稳定性计算
杆件两端均采用直角扣件连于脚手架及附加在建筑物上的短钢管上,因此连墙件的计算长度可取脚手架距墙距离,即lo=0.30m=30㎝,长细比λ=lo/i=20/1.58=12.7<150,根据此长细比查JGJ130-2001附录C表C得稳定系数:φ=0.940。
Nl/φА=1347*103/(0.940*489)=29.30N/㎜2<205 N/㎜2
满足要求。 8.7工字钢计算
1)荷载计算
取一个3.0M跨度作为计算单元。
钢管3.84kg/m 直角扣1.25kg/个 对接扣1.6kg/个 旋转扣1.5kg/个 脚手板0.35kN/㎡ 施工活荷载qk=2KN/㎡ 1.外排架荷载:
立杆:3*19.8*3.84=228.1 kg 纵向水平杆:22*3.0*3.84=253.4 kg 剪刀撑:58*3.84=222.7 kg
横向水平杆:1.2*20*3.84/2=46.1 kg 直角扣:(3*17+3*8)*1.25=93.75 kg 对接扣:(3*3+17/3)*1.6=24 kg 旋转扣:18*1.5=27 kg 安全网:3.0*19.8*0.2=11.9 kg
脚手板:4*3.0*(0.25*5)*0.35/2=2.63 kN=263 kg
外架体自重:G外=228.1+253.4+222.7+46.1+93.75+24+27+11.9 +263=1170.0 kg=11.7 kN。 2.内外排荷载:
立杆:3*18*3.84=207.4 kg 纵向水平杆:11*3.0*3.84=126.7 kg 横向水平杆:1.2*20*3.84/2=46.1 kg
直角扣:(3*8+3*8)*1.25=60 kg 对接扣:(3*8+8/3)*1.6=19.2 kg
脚手板:4*3.0*(0.25*5)*0.35/2=2.63KN=263 kg 内排架自重:Gkg=7.22kN
施工荷载G活=3*3.0*1.00*2.0=18.0 kN 3.钢梁所受荷载设计值:
Ρ外=1.2G外+1.4Q活/2=1.2*11.7+1.4*18.0/2=26.64kN Ρ内=1.2G内+1.4Q活/2=1.2*7.22+1.4*18.0/2=21.26kN
2)钢丝绳选择及验算:根据钢梁平面布置图,选用取受荷情况最不利的阳台挑梁进行计算。该部位的工字钢梁端部设置一根Φ12.5钢丝绳承受。
P外 F P内 N1 A B C D
100 800 400 N2 16000 100
3000 tga=(3.05-0.2-0.05)/0.9 a=70.9。
Ρ外=26.64kN,Ρ内=21.26kN, d=1.2*Sina=1.13m。 ΣMA=0,F×d-P外×1.2-P内×0.4=0
内
=207.4+126.7+46.1+60+19.2+263=722.4