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(kN/m);本例为0.1248 NG1 = 0.125×45.000=5.616kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹笆片脚手板,标准值为0.15 NG2 = 0.150×5×1.500×(0.900+0.300)/2=0.675kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用木脚手板挡板,标准值为0.15 NG3 = 0.150×1.500×5/2=0.563kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005 NG4 = 0.005×1.500×45.000=0.337kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.191kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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 = 3.000×2×1.500×0.900/2=4.050kN 风荷载标准值应按照以下公式计算
其中:
W0 - 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用:W0 = 0.550
Uz- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用:Uz = 1.250
Us- 风荷载体型系数:Us = 0.600
经计算得到,风荷载标准值Wk = 0.7×0.550×1.250×0.600 = 0.289kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
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N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
考虑到分段卸荷作用,经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=(1.2×
7.191+0.85×1.4×4.050)/4×1.50=5.043kN
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ
考虑到分段卸荷作用,经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=(1.2×
7.191+1.4×4.050)/4×1.50=5.362kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.85×1.4Wklah2/10 其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2); la —— 立杆的纵距 (m); h —— 立杆的步距 (m)。
经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.85×1.4×0.289×1.500×1.800×1.800/10=0.167kN.m
五、立杆的稳定性计算
1、卸荷计算
卸荷吊点按照完全卸荷计算方法。
在脚手架全高范围内增加3吊点;吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置;以吊点分段计算。
计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配。
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经过计算得到
1=arctg[3.00/(0.90+0.30)]=1.190 2=arctg[3.00/0.30]=1.471
最下面的立杆轴向力在考虑风荷载时为5.043kN和5.043kN。 最下面的立杆轴向力在不考虑风荷载时为5.362kN和5.362kN。 考虑荷载组合,各吊点位置处内力计算为(kN) T1=5.78 T2=5.39 F1=2.15 F2=0.54 其中T钢丝绳拉力,F钢丝绳水平分力。 所有卸荷钢丝绳的最大拉力为5.775kN。
选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于10.000×5.775/0.850=67.944kN。 选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径20.0mm。满足要求! 吊环强度计算公式为 = T / 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; A ——吊环截面积,每个吊环按照两个截面计算。
经过计算得到,选择吊环的直径要至少(11550.531×4/3.1416/50/2)1/2=12mm。
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施工中取22mm
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N=5.362kN; i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm; k —— 计算长度附加系数,取1.155;
u —— 计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m;
A —— 立杆净截面面积,A=4.890cm2; W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3; —— 由长细比,为3118/16=197;
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186; —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 =5362/(0.19×489)=59.026N/mm2;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —立杆的轴心压力设计值,N=5.043kN; i — 计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm; k — 计算长度附加系数,取1.155;
u — 计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;
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l0 —计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m; A ——立杆净截面面积,A=4.890cm2; W ——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3; — 由长细比,为3118/16=197;
—轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186; MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.167kN.m;
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 =5043/(0.19×489)+167000/5080=88.388N/mm2;
[f] — 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
六、连墙件的计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算: Nlw = 1.4 × wk × Aw wk —— 风荷载标准值,wk = 0.289kN/m2;
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw = 3.60×4.50 = 16.200m2;
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No = 5.000 经计算得到 Nlw = 6.549kN,连墙件轴向力计算值 Nl = 11.549kN 连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]
其中 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=30.00/1.58的结果查表得到=0.95;
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