一、脚手架参数
脚手架搭设方式 脚手架搭设高度H(m) 立杆步距h(m) 立杆横距lb(m) 双立杆计算方法
双立杆受力不均匀系数KS
双排脚手架 48 1.8 1.05
脚手架钢管类型
脚手架沿纵向搭设长度L(m) 立杆纵距或跨距la(m) 内立杆离建筑物距离a(m)
Φ48.3×3.6 243 1.2 0.3 20
按双立杆受力设计 双立杆计算高度H1(m) 0.6
二、荷载设计
脚手板类型 脚手板铺设方式
竹串片脚手板 1步1设
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m) 密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m)
挡脚板类型 挡脚板铺设方式
竹串片挡脚板 2步1设
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m) 0.14 每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
横向斜撑布置方式
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m) 安全网设置 风荷载体型系数μs
2
2
2
0.35 0.01
0.1248
5跨1设 3 半封闭 1.25
结构脚手架作业层数njj 地区
基本风压ω0(kN/m)
2
2
浙江杭州市 0.3
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆、1.2,0.9,0.74 双立杆稳定性)
2
风荷载标准值ωk(kN/m)(连墙件、单0.45,0.34,0.28
立杆、双立杆稳定性)
计算简图:
立面图
侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式 横杆抗弯强度设计值[f](N/mm) 横杆弹性模量E(N/mm) 22纵向水平杆在上 205 206000 横向水平杆上纵向水平杆根数n 横杆截面惯性矩I(mm) 横杆截面抵抗矩W(mm) 342 127100 5260
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.04+0.35×1.05/(2+1))+1.4×3×1.05/(2+1)=1.66kN/m 正常使用极限状态
q'=(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.04+0.35×1.05/(2+1))+3×1.05/(2+1)=1.21kN/m 计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.66×1.22=0.24kN·m
σ=Mmax/W=0.24×106/5260=45.57N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×1.21×12004/(100×206000×127100)=0.65mm νmax=0.65mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1200/150,10]=8mm 满足要求! 3、支座反力计算 承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.66×1.2=2.2kN 正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.21×1.2=1.6kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态 由上节可知F1=Rmax=2.2kN q=1.2×0.04=0.048kN/m 正常使用极限状态 由上节可知F1'=Rmax'=1.6kN q'=0.04kN/m 1、抗弯验算 计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.77×106/5260=146.23N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、挠度验算 计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=2.519mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[1050/150,10]=7mm 满足要求!
3、支座反力计算 承载能力极限状态 Rmax=2.23kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式 单扣件 扣件抗滑移折减系数 0.8 扣件抗滑承载力验算: 纵向水平杆:Rmax=2.2/2=1.1kN≤Rc=0.8×8=6.4kN 横向水平杆:Rmax=2.23kN≤Rc=0.8×8=6.4kN 满足要求!
六、荷载计算
脚手架搭设高度H 脚手架钢管类型 48 Φ48.3×3.6 双立杆计算高度H1 每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m) 20 0.1248 立杆静荷载计算 1、立杆承受的结构自重标准值NG1k 单外立杆:
NG1k=(gk+la×n/2×0.04/h)×(H-H1)=(0.1248+1.2×2/2×0.04/1.8)×(48-20)=4.24kN 单内立杆:NG1k=4.24kN 双外立杆:
NG1k=(gk+0.04+la×n/2×0.04/h)×H1=(0.1248+0.04+1.2×2/2×0.04/1.8)×20=3.82kN 双内立杆:NGS1k=3.82kN 2、脚手板的自重标准值NG2k1 单外立杆:
NG2k1=((H-H1)/h+1)×la×lb×Gkjb×1/1/2=((48-20)/1.8+1)×1.2×1.05×0.35×1/1/2=3.65kN 单内立杆:NG2k1=3.65kN
双外立杆:NGS2k1=H1/h×la×lb×Gkjb×1/1/2=20/1.8×1.2×1.05×0.35×1/1/2=2.45kN 双内立杆:NGS2k1=2.45kN 3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=((H-H1)/h+1)×la×Gkdb×1/2=((48-20)/1.8+1)×1.2×0.14×1/2=1.39kN 双外立杆:NGS2k2=H1/h×la×Gkdb×1/2=20/1.8×1.2×0.14×1/2=0.93kN 4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:NG2k3=Gkmw×la×(H-H1)=0.01×1.2×(48-20)=0.34kN 双外立杆:NGS2k3=Gkmw×la×H1=0.01×1.2×20=0.24kN 构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=3.65+1.39+0.34=5.38kN 单内立杆:NG2k=NG2k1=3.65kN
双外立杆:NGS2k=NGS2k1+NGS2k2+NGS2k3=2.45+0.93+0.24=3.62kN 双内立杆:NGS2k=NGS2k1=2.45kN 立杆施工活荷载计算
外立杆:NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj)/2=1.2×1.05×(2×3)/2=3.78kN 内立杆:NQ1k=3.78kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
单外立杆:N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(4.24+5.38)+ 0.9×1.4×3.78=16.3kN
单内立杆:N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(4.24+3.65)+ 0.9×1.4×3.78=14.23kN
双外立杆:Ns=1.2×(NGS1k+ NGS2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.82+3.62)+ 0.9×1.4×3.78=13.69kN
双内立杆:Ns=1.2×(NGS1k+ NGS2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.82+2.45)+ 0.9×1.4×3.78=12.29kN
七、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H 双立杆受力不均匀系数KS 立杆截面抵抗矩W(mm) 348 0.6 5260 双立杆计算高度H1 立杆计算长度系数μ 立杆截面回转半径i(mm) 20 1.5 15.9 立杆抗压强度设计值[f](N/mm) 连墙件布置方式 2205 两步两跨 立杆截面面积A(mm) 2506 1、立杆长细比验算 立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m 长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.81≤210 轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.8=3.12m 长细比λ=l0/i=3.12×103/15.9=196.13 查《规范》表A得,φ=0.188 满足要求! 2、立杆稳定性验算 不组合风荷载作用 单立杆的轴心压力设计值
N=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k)=(1.2×(4.24+5.38)+1.4×3.78)=16.83kN 双立杆的轴心压力设计值
NS=1.2×(NGS1k+NGS2k)+N=1.2×(3.82+3.62)+16.83=25.76kN σ=N/(φA)=16827.16/(0.188×506)=176.89N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!
σ=KSNS/(φA)=0.6×25758.36/(0.188×506)=162.47N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 组合风荷载作用 单立杆的轴心压力设计值
N=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k)=(1.2×(4.24+5.38)+0.9×1.4×3.78)=16.3kN 双立杆的轴心压力设计值
NS=1.2×(NGS1k+NGS2k)+N=1.2×(3.82+3.62)+16.3=25.23kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.34×1.2×1.82/10=0.17kN·m σ=N/(φA)+
Mw/W=16297.96/(0.188×506)+166603.46/5260=203N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
Mws=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.28×1.2×1.82/10=0.14kN·m σ=KS(NS/(φA)+
Mw/W)=0.6×(25229.16/(0.188×506)+136378.94/5260)=174.68N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
连墙件连接方式 连墙件计算长度l0(mm)
扣件连接 600
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力3 N0(kN)
连墙件截面面积Ac(mm) 连墙件抗压强度设计值[f](N/mm) 扣件抗滑移折减系数
2
2
489 205 1
连墙件截面回转半径i(mm) 连墙件与扣件连接方式
158 双扣件
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.45×2×1.8×2×1.2=5.47kN 长细比λ=l0/i=600/158=3.8,查《规范》表A.0.6得,φ=0.99
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.47+3)×103/(0.99×489)=17.46N/mm2≤0.85 ×[f]=0.85 ×205N/mm2=174.25N/mm2 满足要求!
扣件抗滑承载力验算:
Nlw+N0=5.47+3=8.47kN≤1×12=12kN 满足要求!
九、立杆地基承载力验算
地基土类型 地基承载力调整系数mf 粘性土 1 地基承载力特征值fg(kPa) 垫板底面积A(m) 2140 0.25 单立杆的轴心压力标准值N=((NG1k+NG2k)+NQ1k)=((4.24+5.38)+3.78)=13.39kN 双立杆的轴心压力标准值NS=(NGS1k+NGS2k)+N=(3.82+3.62)+13.39=20.84kN 立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=20.84/(1×0.25)=83.34kPa≤fg=140kPa 满足要求!
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