普通型鋼懸挑腳手架計算書(施工方案)
一、參數信息:
1.腳手架參數
雙排腳手架搭設高度為17.4米,立桿采用單立桿;
搭設尺寸為:立桿的縱距為1.5米,立桿的橫距為0.8米,立桿的步距為1.8米;
內排架距離墻長度為0.30米;
大橫桿在上,搭接在小橫桿上的大橫桿根數為2根;
腳手架沿墻縱向長度為150米;
采用的鋼管類型為Φ48×3.0;
橫桿與立桿連接方式為單扣件;取扣件抗滑承載力系數0.80;
連墻件布置取兩步三跨,豎向間距3.6米,水平間距4.5米,采用扣件連接;
連墻件連接方式為雙扣件連接;
2.活荷載參數
施工均布荷載(kN/m2):2.000;腳手架用途:裝修腳手架;
同時施工層數:一層;
3.風荷載參數
本工程地處江西省九江市,查荷載規范基本風壓為0.350,風荷載高度變化系數μz為1.000,風荷載體型系數μs為0.645;
計算中考慮風荷載作用;
4.靜荷載參數
每米立桿承受的結構自重荷載標準值(kN/m2):0.1248;
腳手板自重標準值(kN/m2):0.300;欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.140;
安全設施與安全網自重標準值(kN/m2):0.005;腳手板鋪設層數:6層;
腳手板類別:竹笆片腳手板;欄桿擋板類別:欄桿、木腳手板擋板;
5.水平懸挑支撐梁
懸挑水平鋼梁采用16號工字鋼,其中建筑物外懸挑段長度1.2米,建筑物內錨固段長度1.8米。
與樓板連接的螺栓直徑(mm):16.00;
樓板混凝土標號:C25;
6.拉繩與支桿參數
支撐數量為:1;
鋼絲繩安全系數為:8.000;
鋼絲繩與墻距離為(m):1.10;
懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結,最里面面鋼絲繩距離建筑物1.1m。
二、大橫桿的計算:
按照《扣件式鋼管腳手架安全技術規范》(JGJ130-20**)第5.2.4條規定,大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。
1.均布荷載值計算
大橫桿的自重標準值:P1=0.033kN/m;
腳手板的自重標準值:P2=0.3×0.8/(2+1)=0.08kN/m;
活荷載標準值:Q=2×0.8/(2+1)=0.533kN/m;
靜荷載的設計值:q1=1.2×0.033+1.2×0.08=0.136kN/m;
活荷載的設計值:q2=1.4×0.533=0.747kN/m;
2.強度驗算
跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。
跨中最大彎距計算公式如下:
跨中最大彎距為M1ma*=0.08×0.136×1.52+0.10×0.747×1.52=0.192kN.m;
支座最大彎距計算公式如下:
支座最大彎距為M2ma*=-0.10×0.136×1.52-0.117×0.747×1.52=-0.227kN.m;
選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算:
σ=Ma*(0.192×106,0.227×106)/4490=50.557N/mm2;
大橫桿的最大彎曲應力為σ=50.557N/mm2小于大橫桿的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2,滿足要求!
3.撓度驗算:
最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度。
計算公式如下:
其中:
靜荷載標準值:q1=P1+P2=0.033+0.08=0.113kN/m;
活荷載標準值:q2=Q=0.533kN/m;
最大撓度計算值為:
V=0.677×0.113×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.533×15004/(100×2.06×105×107800)=1.379mm;
大橫桿的最大撓度1.379mm小于大橫桿的最大容許撓度1500/150mm與10mm,滿足要求!
三、小橫桿的計算:
根據JGJ130-20**第5.2.4條規定,小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載,在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。
1.荷載值計算
大橫桿的自重標準值:p1=0.033×1.5=0.05kN;
腳手板的自重標準值:P2=0.3×0.8×1.5/(2+1)=0.120kN;
活荷載標準值:Q=2×0.8×1.5/(2+1)=0.800kN;
集中荷載的設計值:P=1.2×(0.05+0.12)+1.4×0.8=1.324kN;
2.強度驗算
最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎矩和
均布荷載最大彎矩計算公式如下:
Mqma*=1.2×0.033×0.82/8=0.003kN.m;
集中荷載最大彎矩計算公式如下:
Mpma*=1.324×0.8/3=0.353kN.m;
最大彎矩M=Mqma*+Mpma*=0.356kN.m;
最大應力計算值σ=M/W=0.356×106/4490=79.342N/mm2;
小橫桿的最大彎曲應力σ=79.342N/mm2小于小橫桿的抗壓強度設計值205N/mm2,滿足要求!
3.撓度驗算
最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和
小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:
Vqm
a*=5×0.033×8004/(384×2.06×105×107800)=0.008mm;大橫桿傳遞荷載P=p1+p2+Q=0.05+0.12+0.8=0.97kN;
集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:
Vpma*=969.95×800×(3×8002-4×8002/9)/(72×2.06×105
×107800)=0.794mm;
最大撓度和V=Vqma*+Vpma*=0.008+0.794=0.802mm;
小橫桿的最大撓度為0.802mm小于小橫桿的最大容許撓度800/150=5.333與10mm,滿足要求!
四、扣件抗滑力的計算:
按規范表5.1.7,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN,按照扣件抗滑承載力系數0.80,該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為6.40kN。
縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按照下式計算(規范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承載力設計值,取6.40kN;
R--縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值;
大橫桿的自重標準值:P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN;
小橫桿的自重標準值:P2=0.033×0.8/2=0.013kN;
腳手板的自重標準值:P3=0.3×0.8×1.5/2=0.18kN;
活荷載標準值:Q=2×0.8×1.5/2=1.2kN;
荷載的設計值:R=1.2×(0.05+0.013+0.18)+1.4×1.2=1.972kN;
R<6.40kN,單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!
五、腳手架立桿荷載的計算:
作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容:
(1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN),為0.1248
NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×18.00=2.746;
(2)腳手板的自重標準值(kN/m2);采用竹笆片腳手板,標準值為0.3
NG2=0.3×3×1.5×(0.8+0.3)/2=0.742kN;
(3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m);采用欄桿、木腳手板擋板,標準值為0.14
NG3=0.14×3×1.5/2=0.315kN;
(4)吊掛的安全設施荷載,包括安全網(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.5×18=0.135kN;
經計算得到,靜荷載標準值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.938kN;
活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和,內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。
經計算得到,活荷載標準值
NQ=2×0.8×1.5×2/2=2.4kN;
風荷載標準值按照以下公式計算
其中Wo--基本風壓(kN/m2),按照《建筑結構荷載規范》(GB50009-20**)的規定采用:
Wo=0.35kN/m2;
Uz--風荷載高度變化系數,按照《建筑結構荷載規范》(GB50009-20**)的規定采用:
Uz=1;
Us--風荷載體型系數:取值為0.645;
經計算得到,風荷載標準值
Wk=0.7×0.35×1×0.645=0.158kN/m2;
不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.938+1.4×2.4=8.086kN;
考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.938+0.85×1.4×2.4=7.582kN;
風荷載設計值產生的立桿段彎矩MW為
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.158×1.5×
1.82/10=0.091kN.m;
六、立桿的穩定性計算:
不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式為:
立桿的軸向壓力設計值:N=8.086kN;
計算立桿的截面回轉半徑:i=1.59cm;
計算長度附加系數參照《扣件式規范》表5.3.3得:k=1.155;當驗算桿件長細比時,取塊1.0;
計算長度系數參照《扣件式規范》表5.3.3得:μ=1.5;
計算長度,由公式lo=k×μ×h確定:l0=3.118m;
長細比Lo/i=196;
軸心受壓立桿的穩定系數φ,由長細比lo/i的計算結果查表得到:φ=0.188;
立桿凈截面面積:A=4.24cm2;
立桿凈截面模量(抵抗矩):W=4.49cm3;
鋼管立桿抗壓強度設計值:[f]=205N/mm2;
σ=8086/(0.188×424)=101.441N/mm2;
立桿穩定性計算σ=101.441N/mm2小于立桿的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2,滿足要求!
考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式
立桿的軸心壓力設計值:N=7.582kN;
計算立桿的截面回轉半徑:i=1.59cm;
計算長度附加系數參照《扣件式規范》表5.3.3得:k=1.155;
計算長度系數參照《扣件式規范》表5.3.3得:μ=1.5;
計算長度,由公式l0=kuh確定:l0=3.118m;
長細比:L0/i=196;
軸心受壓立桿的穩定系數φ,由長細比lo/i的結果查表得到:φ=0.188
立桿凈截面面積:A=4.24cm2;
立桿凈截面模量(抵抗矩):W=4.49cm3;
鋼管立桿抗壓強度設計值:[f]=205N/mm2;
σ=7582.08/(0.1
88×424)+91392.178/4490=115.473N/mm2;立桿穩定性計算σ=115.473N/mm2小于立桿的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2,滿足要求!
七、連墻件的計算:
連墻件的軸向力設計值應按照下式計算:
Nl=Nlw+N0
風荷載標準值Wk=0.158kN/m2;
每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積Aw=16.2m2;
按《規范》5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN),N0=5.000kN;
風荷載產生的連墻件軸向力設計值(kN),按照下式計算:
Nlw=1.4×Wk×Aw=3.584kN;
連墻件的軸向力設計值Nl=Nlw+N0=8.584kN;
連墻件承載力設計值按下式計算:
Nf=φ·A·[f]
其中φ--軸心受壓立桿的穩定系數;
由長細比l0/i=300/15.9的結果查表得到φ=0.949,l為內排架距離墻的長度;
又:A=4.24cm2;[f]=205N/mm2;
連墻件軸向承載力設計值為Nf=0.949×4.24×10-4×205×103=82.487kN;
Nl=8.584<Nf=82.487,連墻件的設計計算滿足要求!
連墻件采用雙扣件與墻體連接。
由以上計算得到Nl=8.584小于雙扣件的抗滑力12.8kN,滿足要求!
八、懸挑梁的受力計算:
懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續梁計算。
懸臂部分受腳手架荷載N的作用,里端B為與樓板的錨固點,A為墻支點。
本方案中,腳手架排距為800mm,內排腳手架距離墻體300mm,支拉斜桿的支點距離墻體為1100mm,
水平支撐梁的截面慣性矩I=1130cm4,截面抵抗矩W=141cm3,截面積A=26.1cm2。
受腳手架集中荷載N=1.2×3.938+1.4×2.4=8.086kN;
水平鋼梁自重荷載q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m;
各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為
R[1]=9.858kN;
R[2]=7.193kN;
R[3]=-0.142kN。
最大彎矩Mma*=1.318kN.m;
最大應力σ=M/1.05W+N/A=1.318×106/(1.05×141000)+
0×103/2610=8.903N/mm2;
水平支撐梁的最大應力計算值8.903N/mm2小于水平支撐梁的抗壓強度設計值215N/mm2,滿足要求!
九、懸挑梁的整體穩定性計算:
水平鋼梁采用16~20號槽鋼,計算公式如下
其中φb--均勻彎曲的受彎構件整體穩定系數,按照下式計算:
φb=570×9.9×88×235/(1100×160×235)=2.82
由于φb大于0.6,查《鋼結構設計規范》(GB50017-20**)附表B,得到φb值為0.97。
經過計算得到最大應力σ=1.318×106/(0.97×141000)=9.636N/mm2;
水平鋼梁的穩定性計算σ=9.636小于[f]=215N/mm2,滿足要求!
十、拉繩的受力計算:
水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算
其中RUicosθi為鋼繩的拉力對水平桿產生的軸壓力。
各支點的支撐力RCi=RUisinθi
按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為:
RU1=10.5kN;
十一、拉繩的強度計算:
鋼絲拉繩(支桿)的內力計算:
鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進行計算,為
RU=10.5kN
如果上面采用鋼絲繩,鋼絲繩的容許拉力按照下式計算:
其中[Fg]--鋼絲繩的容許拉力(kN);
Fg--鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN),
計算中可以近似計算Fg=0.5d2,d為鋼絲繩直徑(mm);
α--鋼絲繩之間的荷載不均勻系數,對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8;
K--鋼絲繩使用安全系數。
計算中[Fg]取10.5kN,α=0.82,K=8,得到:
經計算,鋼絲繩最小直徑必須大于15mm才能滿足要求!
鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環強度計算
鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進行計算作為拉環的拉力N,為
N=RU=10.5kN
鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環的強度計算公式為
其中[f]為拉環受力的單肢抗剪強度,取[f]=125N/mm2;
所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環最小直徑D=(1049.972×4/3.142×125)1/2=11mm;
十二、錨固段與樓板連接的計算:
1.水平鋼梁與樓板壓點如果采用鋼筋拉環,拉環強度計算如下:
水平鋼梁與樓板壓點的拉環受力R=0.142kN;
水平鋼梁與樓板壓點的拉環強度計算公式為:
其中[f]為拉環鋼筋抗拉強度,按照《混凝土結構設計規范》10.9.8條[f]=50N/mm2;
所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環最小直徑D=[141.844×4/(3.142×50×2)]1/2=1.344mm;
水平鋼梁與樓板壓點的拉環一定要壓在樓板下層鋼筋下面,并要保證兩側30cm以上搭接長度。
2.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓,螺栓粘結力錨固強度計算如下:
錨固深度計算公式:
其中N--錨固力,即作用于樓板螺栓的軸向拉力,N=0.1
42kN;d--樓板螺栓的直徑,d=16mm;
[fb]--樓板螺栓與混凝土的容許粘接強度,計算中取1.57N/mm2;
[f]--鋼材強度設計值,取215N/mm2;
h--樓板螺栓在混凝土樓板內的錨固深度,經過計算得到h要大于
141.844/(3.142×16×1.57)=1.797mm。
螺栓所能承受的最大拉力F=1/4×3.14×162×215×10-3=43.21kN
螺栓的軸向拉力N=0.142kN小于螺栓所能承受的最大拉力F=43.206kN,滿足要求!
3.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓,混凝土局部承壓計算如下:
混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式:
其中N--錨固力,即作用于樓板螺栓的軸向壓力,N=7.193kN;
d--樓板螺栓的直徑,d=16mm;
b--樓板內的螺栓錨板邊長,b=5×d=80mm;
fcc--混凝土的局部擠壓強度設計值,計算中取0.95fc=16.7N/mm2;
經過計算得到公式右邊等于103.52kN,大于錨固力N=7.19kN,樓板混凝土局部承壓計算滿足要求!
篇2:腳手架計算書
一、計算說明:
本計算書是依據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-20**編制而成的。因腳手架所受荷載變異性較大;扣件接點屬于半剛性,且接點剛性大小與扣件質量有關,接點性能存在較大變異;腳手架結構、構件存在初始缺陷,如桿件的初彎曲、銹蝕,搭設尺寸誤差、受荷偏心等均較大;與墻的連接點,對腳手架的約束性較大,針對以上問題尚不具備獨立進行概率分析的條件,故對結構抗力乘以小于1的調整系數-/γR`,其值是與常用安全系數進行校準確定。
扣件式鋼管腳手架,一般情況下,偏心產生的附加彎曲應力不大,予以忽略,并在有關調整系數中加以了考慮。
按照《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》的規定,對本工程所使用的鋼管Q235-A級鋼的抗拉、抗壓、抗彎強度設計值f取為:205N/MM2。
二、計算搭設高度計算
已知:立桿橫距b=1.5米;立桿縱距ι=1.2米;橫桿步距L=1.5米;內立桿距離建筑物b1=0.35米;腳手架步距h=1.5米,鋪設腳手板按2層考慮;腳手架與建筑物拉結點的位置,豎向間距H1=3h=4.5米,水平距離L1=3L=4.5米;鋼管為φ48×3.5;施工荷載QK=2.0KN/M2。
試驗算采用單根鋼管作立桿,其允許搭設高度為:
1.查有關表格得:φAf=47.028KN。
2.查有關表格得:NG K 2=2.156KN。
3.因是兩個操作層同時施工,故QK=4.0KN/M2,查有關表格得:NQ K =5.70KN。
4. 查有關表格得:NG K 1=0.411KN。
5.將查得數值代入公式中,其中KA=0.85
H = [KAφAf-1.30(1.2 NG K 2+1.4 NQ K)]/1.2 NG K 1
=[0.85×47.082-1.3(1.2×2.156+1.4×5.70)]/1.2×0.411
=52.9米
最大允許搭設高度為HMA*=H/(1+H/100)=34.6米>21米(本工程腳手架高度)故滿足工程施工需要。
三、腳手架整體穩定性計算
H=21米,其折合步數n1=21/1.5=14步。
求證:N/φA≤KAKHf
雙鋼管部分,每一步縱距腳手架的自重
NG K 1`= NG K 1+2×1.5×0.376(鋼管自重)+0.014×4(扣件自重)
=0.411 + 1.128 + 0.056 =1.595KN
N =1.2n1NG K 1+1.4 NQ K=1.2×14×0.411+1.4×5.70=14.88KN
b =1.5H1=4.5
λ* = 2H1/ b=9/1.5=6
由b =1.5H1=3 h 查有關表格得μ=30
λO* =μλ* =30×6 = 180
由λO* = 180 查有關表格得φ= 0.220
立桿采用單鋼管,KA =0.85
高度調整系數KH = I/(1+H/100)=1/(1+21/100)= 0.826
將N、φ、KA、KH代入公式得N/φA = 14.88×103/0.220×2492 =25.3N/MM2
KA×KH×f=0.85×0.826×205=143.9 N/MM2>25.3N/MM2
故腳手架搭設符合安全要求。
四、縱向水平桿、橫向水平桿計算:
計算說明:縱向、橫向水平桿自重與腳手板自重相比很小,忽略不計。
抗剪承載力:[V]=Afv/k1=(489.3mm2×120 N/mm2)/1.5=39.14KN
K1為截面形狀尺寸。::橫縱向水平桿的荷載有一只扣件傳遞,一只扣件的抗滑承載力設計值只有8.0KN,遠小于[V],所以只要滿足扣件的抗滑力,桿件抗剪力也肯定能滿足。
篇3:辦公樓工程腳手架設計計算書
辦公樓工程腳手架設計計算書:
1、腳手架搭設高度H總:
外架應高出屋面欄板1.2m,所以H總=0.35m+28m+1.2m=29.55m,其中0.35m是室內外的高差。
2、搭設材料要求:
落地竹腳手架使用的毛竹材應為三年生長期,長5m以上、厚6mm以上新竹或經搭設連續使用保持韌性,表面為表或黃色的舊竹。凡有腐爛、蟲蛀、通裂、刀傷、霉變等不得使用。落地竹腳手架各桿件直徑要求如下:
?、?、立桿:有效使用段內小頭直徑為60mm;
?、?、大橫桿:有效使用段內小頭直徑為60mm;
?、?、鋪榀橫桿:有效使用段內小頭直徑為60mm;
?、?、小橫桿:小頭直徑為60mm;
?、?、頂桿:小頭直徑為55mm;
?、?、剪刀撐桿:有效使用段內小頭直徑為60mm;
?、?、欄桿、擋腳桿:有效使用段內小頭直徑為45mm。
竹榀應使用質地堅實,其表層呈青、黃色、韌性好、無腐爛、蟲蛀、斷裂,30mm左右寬的元竹片編織而成,榀經長1.0-1.2m,緯長同搭設架凈寬(立桿之間的凈距),經竹片不少于5道,四周經緯竹片應鉆孔,用鉛絲綁扎封閉。綁扎繩系特制聚丙經拉絲制成,其規格通常為0.5mm × 5mm,拉力不小于0.25KN,根據綁扎需要裁成定長。聯墻桿使用材料有:
?、?、φ6圓鋼或8#鉛絲作拉結材料;毛竹或40mm×60mm小方木作壓(頂)結材料。
?、品ㄌm螺栓經改制與圓鋼(或鉛絲)配合的專設拉、壓聯結式工具。
3、搭設與防護的基本要求:
?、?、采用雙排搭設。
?、?、立桿橫向間距為1.2m;縱向間距為1.5m;里立桿距建筑物距離為0.20m。立桿搭接長度為2m,用綁扎繩綁扎三道,立桿的有效長度為4m。
?、?、大橫桿:
設外架步數為16步,除底皮架高2.0m外,其余15步架均為1.8m。大橫桿搭設長度為1.5m。
?、?、小橫桿:
水平間距與立桿橫向間距相同為1.2m,其長度為1.7m,內外分別伸出架外0.2m及0.3m。
?、?、腳手板鋪設:
隔層滿鋪竹榀,竹榀規格為1.2m×0.9m(長×寬),最底部一步架不鋪竹榀腳手板,從第二步架起,滿鋪竹榀層數為15層。
?、?、剪刀撐:
縱向距離每隔7m左右設一組連續性的剪刀撐,因為剪刀撐桿件較少,在計算架體自重時忽略這部份桿件重量。
?、?、防護:
每步架的外側離大橫桿0.18m高處設擋腳板一道、1.0m高處再綁扎欄桿一道;另外,在所有架體外側均掛安全立網進行全封閉的防護,立網規格L-1.8×6.0每片網重量為4kg。
?、?、架體與建筑物的拉結:
拉結點用8#鉛絲連接,拉結點處(或其附近)的小橫桿應頂住建筑物;拉結點以二步四跨設置一點(即3.6m×6.0m)。
?、?、立桿基底處理:
在底部內外雙排立桿設置處,挖橫向長度為1.2m、縱向長度為0.25m、深0.5m的基槽;基槽底應先進行夯實后放入墊板,并將內外立桿放在墊板上,回填埋好。
?、?、荷載傳遞方式:
用竹榀鋪設的條件下,施工荷載通過竹榀傳遞給大橫桿,再由大橫桿傳遞給靠近立桿的小橫桿,小橫桿傳遞給立桿,立桿傳至基礎(與地面接觸的墊板)。
4、毛竹的強度設計值和彈性模量選擇:
本地使用的毛竹(又稱楠竹、茅竹、江南竹)是竹類中力學性能較好的一種。強度近似水曲柳,考慮新舊、粗細等因素對毛竹影響較大,且影響造成的變化規律差,因此,在確定其強度設計值和彈性模量時,按比水曲柳強度低一等級的樺木(栲木)取值,即設毛竹的強度等級為TB15。
5、大橫桿強度、撓度驗算:
大橫桿受力按三跨連續梁計算,荷載最大時中間支座彎矩最大,以此彎矩進行驗算。驗算公式:
MB=KMB支.qL2[1]
V=Kf。qL2÷100÷E÷I<[V][2]
σ=MB/v<Fm[3]
條件1:查得KMB支=-0.117、Kf=0.99。
條件2:q-為外側大橫桿線荷載(所以外側大橫桿受力最差)。
本外架的外墻裝修及防護狀況:設施工荷載為q施=2KN/m2;竹榀自重(以現場使用新竹榀為準)q榀=60N/m2;大橫桿共四根,四跨長度時立桿的縱向間距(即L縱=1.5m);架體凈寬為1.09m(B凈=1.2-0.11=1.09m)。
q內=6.667N/m(所以外架防護由立網張掛在外側大橫桿內全封閉防護,三跨二步的立網重量為:4÷1.8+3×1.5×1.0=47.22kg,兩立桿間的大橫桿長度為1.5m,立網重量作用在外側大橫桿的線荷載為:1.2×10÷1.8=6.667N/m)。
q=1.4q施.B凈/4+1.2(q榀.B凈/4+q網)
=1.4×2×1.09÷4+1.2(0.06×1.09÷4+0.0067)=0.7907KN/m。
條件3:L-每跨長度L=1.5m。
條件4:E-彈性模量,參照樺木(TB15)查得
E=10000N/mm2=10000×10-3KN/m2
條件5:I-毛竹截面慣性矩,以毛竹平均直徑計算。
I=π(d外4-d內4)/64=3.14(114-104) ×10-8÷64=227.8×10-8m4
條件6:WN-毛竹桿件凈截面抵抗矩(以平均直徑計算)。
WN=π(d外4-d內4)/32d外
=3.14×(114-104)×10-8÷32÷11÷10-2=1.42×10-6m3。
把條件1-6分別代入公式[1]、[2]、[3]
M=KMqL2=0.117×0.7907×1.52=0.2082KN.m
V=KfqL4÷100÷E÷I
=0.99×0.7907×1.54÷100÷10000÷103÷227.8÷10-8m=7.12×10-4m
σ=M/Wn=0.208
2×1000÷41.42÷10-8=5.0265×106N/mm2參照查得:抗彎強度設計值為:fM=15N/mm2
受彎構件允許撓度控制值為:[V]=L/200=1.5÷200=7.5×10-3m
因為σm=5.0265N/mm2
v=7.12×10-4<[v]=7.5×10-3m
所以大橫桿強度、撓度滿足要求。
6、小橫桿強度、撓度驗算:
小橫桿受力按簡支梁計算:
M=qL4/8[4]
=qL4/384EI[5]
σm=M/wn<fm[6]
條件1:L-小橫桿的跨度(即架寬)L=B=1.2m
條件2:q-小橫桿所承載的線荷載(設架體外側張掛的立網及大橫桿的自重和由大橫桿傳至小橫桿均轉變為平均荷載)。
q小=1.2KN/m2
q大=77.78KN/m2
q均=20÷1.2÷1.5=5.56N/m2
每跨間大橫桿的延長為1.5×4=6.0m
由資料查得每根長度為6m的毛竹重為14kg,因此每跨間大橫桿自重為:14×6.0÷6=14 kg。
q大=14×10÷1.2÷1.5=77.78N/m2
因為q=1.4q施×1.2+1.2(q榀+q網+q大)×1.2
=1.4×2×1.2+1.2×(0.06+0.0056+0.07788)×1.2=3.567KN/m
條件3:E-彈性模量,查得E=10000N/mm2
條件4:I-毛竹桿件毛截面慣性矩,同大橫桿計算I=227.8×10-8m4
條件5:Wn-毛竹桿件凈截面抵抗矩,同大橫桿計算Wn=41.42×10-6m3
把條件1-5分別代入公式[4]、[5]、[6]
M=qL2/8=3.567×1.22÷8=0.6KN.m
V=5qL4/384EI=5×3.567×1.24÷384÷10000÷103÷227.8÷103=0.00423
σm=M/Wn=0.6×1000÷41.42÷10-6=14.48×106N/m2=14.48N/mm2
參照查得,抗彎強度設計值Fm=15N/mm2
受彎構件允許撓度控制值[V]=L/200=1.2÷200=0.006m
因為,σm=14.48N/mm2<fm=15N/mm2V=0.00423m<[V]=0.006m
所以小橫桿強度、撓度滿足要求。
7、立桿強度驗算:
立桿強度驗算應對受力最不利情況的桿件進行驗算,即對第一步架的外側立桿強度進行驗算。
驗算公式:
σC=N/An≤fc
條件1:N-底部立桿外側所承受軸壓力N=1.2NGK+1.4NQK
NGK-一個縱距內腳手架自重產生的軸力
NQK-一個縱距內施工荷載
求NGK
q榀-一個縱距內竹榀自重產生的軸力
q榀=8×(1.5×1.2×60)=864N
q立-一個縱距內立桿自重產生的軸力
因為立桿長度為6m,重約14kg,搭設長度為2m,有效長度4m,所以一個縱距內16步架以下(高度為29.55m),需用2×8根立桿。
q立=2×8×14×10=2240N
q大小-一個縱距內大、小橫桿的延長長度為
L大小=1.5×4+1.2+1.2+0.2+0.3=7.7m
16步架以下有15步L1=15×7.7=115.5m
q大小=14×10÷6L1=14×10÷6×115.5=2695N
q欄-一個縱距內防護欄桿,在外側立桿所產生軸力
q欄=14×10×(15×1.5)÷6=525N
q網-一個縱距內立網在外側立桿所產生的軸力
q網=4×10×1.8×1.5÷18÷6=150N
所以,NGK=(q榀+q立+q大?。?2+q欄+q網
=(864+2240+2695)/2+525+150=3574.5N
求NQK:
設有三層同時施工,分布在10步以下,10步與12步之間,12步以下的架上:
q施=2000N/m2
一個縱距內施工荷載為:
NQK=2000×1.2×1.5×1.2=4320N
N=1.2 NGK+1.4 NQK=1.2×3574.5+1.4×4320=10337.4N=10.34KN
條件2:An-受壓桿件凈截面面積(以平均直徑計算)
An=π(d2外-d2內)/4=3.14(112-102)×10-4÷4=16.5×10-4m2
把條件1-2分別代入公式:
σC=N/An=10.34÷(16.5×10-4)=6.27N/m.m2
參照查得抗壓強度設計值Fc=14N/m.m2
因為,σC=6.27N/m.m2<Fc=14N/m.m2
所以立桿強度滿足要求。
8、立桿穩定性驗算:
驗算公式:
N/ΨAo≤Fc
NGK=q榀+q立+q大小+q欄+q網
=864+2240+2695+525+150=6474N
NQK=2000×1.2×1.5×1.2=4320N
N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×6474+1.4×4320=13816.8N=13.82KN
Ao=2An=2×16.5×10-4=33×10-4m2
求Ψ---縱向彎曲系數
λ=Lo/i=1800÷(110÷4)=65.45(i=d/4)
因為λ=65.45<91
所以Ψ=1/[1+(λ÷65)2]=1/[1+(65.45÷65)2]=0.4966N/ΨA0=13.82÷0.4966÷(33×10-4)=8.433N/m.m2
查得抗壓強度設計值Fc=14N/m.m2
因為:N/ΨA0=8.433N/m.m2<Fc=14N/m.m2
所以立桿穩定性滿足要求。
9、驗算連接點的抗風強度:
風壓標準值計算公式:W=0.75
在本地區域W0=0.5KN/m2
查表得Bz=1(風壓數)Mz=1.835(風壓高度系數)
Mszu=φus(Hn)n=2雙排
查表得:擋風系數 φ=0.114
Wod2均=0.5×1.11×1.11=6.05×10-3
Ws=1.4/1.0=1.4
所以Ustw=0.114×1.4×2×0.93=0.308
W=0.75×1×1.385×0.308×0.5=0.16KN/m2
驗算連結點抗風強度:
Na=1.4HL1W=1.4×3.6×4.8×0.16=3.87KW
因為[w]=300~500
A=2×12.57=25.14m.m2
λ=N大/A=3.86×107÷25.14=1539N/m.m2<[W]
所以連結點抗風強度滿足要求。
10、基礎驗算:
N/A≤[R]
N=13.82KN
A=1.2×0.25=0.3m2(內外立桿基底的接觸面積)
N/A=13.82÷0.3=46.07KN/m2
素土承載力[R]=85KN/m2,現場基礎采用C15的素混凝土。
由于N/A=46.07KN/m2<[R]=85KN/m2,所以立桿基礎設置滿足要求。