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脚手架计算例题讲解

扣件式落地双排脚手架计算书计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》(JGJ130-2011)、《建筑地基基础设计规》(GB 50007-2011)、《建筑结构荷载规》(GB 50009-2012)、《钢结构设计规》(GB 50017-2003)等编制。

脚手架搭设体系剖面图脚手架搭设体系正立面图脚手架搭设体系平面图一、参数信息1.脚手架搭设参数脚手架从地面开始搭设,搭设高度H:36.4m;顶步栏杆高:1.2m;立杆距离墙长度a:0.5m;横杆步距h:1.8m;总步数:20步;立杆纵距la:1.5m;立杆横距lb:1.05m;:0.3m;扫地杆距地:0.3m;小横杆伸出立杆长度a1采用小横杆在上布置,搭接在大横杆上的小横杆根数为2根;采用的钢管类型为Φ48 × 3.5;连墙件布置方式为二步二跨,连接方式为扣件连接;连墙件扣件连接方式为双扣件,扣件抗滑承载力折减系数为1;脚手架沿墙纵向长度l:185m;2.荷载参数(1)活荷载参数结构脚手架均布活荷载:3kN/m2;结构脚手架同时施工层数:1层;(2)风荷载参数工程所在地,基本风压Wo:0.45kN/m2;地面粗糙度类别为:B类(城市郊区);(2)静荷载参数1)脚手板参数选用木脚手板,按规要求铺脚手板;脚手板自重:0.35kN/m2;铺设层数:1层;2)挡脚板参数选用木脚手板(220×48×3000),铺脚手板层设挡脚板挡脚板自重:0.08kN/m;挡脚板铺设层数:1层;3)防护栏杆铺脚手板层设防护栏杆,每步防护栏杆根数为2根,总根数为8根;4)围护材料2300目/100cm2,A0=1.3mm2密目安全网全封闭。

密目网选用为:2300目/100cm2,A0=1.3mm2;密目网自重:0.01kN/m2;二、小横杆的计算小横杆在大横杆的上面,考虑活荷载在小横杆上的最不利布置,验算强度和挠度时不计小横杆的悬挑荷载,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算。

1.均布荷载值计算作用在小横杆上的荷载标准值:q=0.038+0.350×1.5/3+3×1.5/3 = 1.713 kN/m;作用在小横杆上的荷载设计值:q=1.2×(0.038+0.350×1.5/3)+1.4×3×1.5/3 = 2.356 kN/m;2.强度验算最大弯矩 M= ql2/8 =2.356×1.052/8 = 0.325 kN.m;最大应力计算值σ = M/ W =0.325×106/5.08×103=63.917 N/mm2;小横杆实际弯曲应力计算值σ=63.917N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!3.挠度验算最大挠度ν = 5ql4/384EI= 5.0×1.713×10504/(384×2.06×105×12.19×104)=1.080 mm;小横杆实际最大挠度计算值ν=1.080mm 小于最大允许挠度值min(1050/180,10)=5.675mm,满足要求!三、大横杆的计算小横杆在大横杆的上面,小横杆把荷载以集中力的形式传递给大横杆,所以,大横杆按照集中力作用下的三跨连续梁进行强度和挠度计算。

计算小横杆传递给大横杆的集中力时,计入小横杆的悬挑荷载。

1.小横杆传递给大横杆的集中力计算排大横杆受到的集中力标准值:F=0.5ql b (1+a 1/l b )2=0.5×1.713×1.05×(1+0.3/1.05)2=1.487 kN ; 排大横杆受到的集中力设计值:F=0.5ql b (1+a 1/l b )2=0.5×2.356×1.05×(1+0.3/1.05)2=2.045 kN ; 外排大横杆受到的集中力标准值:F=0.5ql b [1+(a 1/l b )2]=0.5×1.713×1.05×[1+(0.3/1.05)2]=0.973 kN ; 外排大横杆受到的集中力设计值:F=0.5ql b [1+(a 1/l b )2]=0.5×2.356×1.05×[1+(0.3/1.05)2]=1.338 kN ;2.大横杆受力计算大横杆按三跨(每跨中部)均有集中活荷载分布计算,由脚手架大横杆试验可知,大横杆按照三跨连续梁计算是偏于安全的,按以上荷载分布进行计算可以满足要求并且与我国工程长期使用经验值相符。

根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及力、变形图如下(排大横杆、外排大横杆计算方式完全相同,:500500500500500500500500502.045弯矩和剪力计算简图弯矩图(kN ·m)7500500500500500500500500501.487变形计算简图变形图(mm) 计算得到排大横杆:最大弯矩:M= 0.828 kN.m 最大变形:ν= 3.875 mm 最大支座反力:F= 6.756 kN 计算得到外排大横杆(计算过程从略): 最大弯矩:M= 0.546 kN.m 最大变形:ν= 2.554 mm 最大支座反力:F= 4.447 kN3.强度验算最大应力计算值σ = 0.828×106/5.08×103=163.044 N/mm 2;大横杆实际弯曲应力计算值σ=163.044N/mm 2 小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm 2,满足要求!4.挠度验算最大挠度ν=3.875mm ;大横杆实际最大挠度计算值ν=3.875mm 小于最大允许挠度值min (1500/150,10)=10.000mm ,满足要求!四、作业层立杆扣件抗滑承载力的计算扣件的抗滑承载力按照下式计算:R ≤ Rc其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值。

规规定直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

扣件抗滑承载力折减系数1,则该工程采用的单扣件承载力取值为8.000kN,双扣件承载力取值为16.000kN;R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。

本工程排大横杆传给立杆的竖向作用力为6.756 kN, 外排大横杆传给外立杆的竖向作用力为4.447 kN;作业层力杆扣件抗滑承载力验算:立杆受到的竖向作用力R=6.756kN ≤8.000kN,力杆采用单扣件,其抗滑承载力的设计计算满足要求!作业层外力杆扣件抗滑承载力验算:外立杆受到的竖向作用力R=4.447kN ≤8.000kN,外力杆采用单扣件,其抗滑承载力的设计计算满足要求!五、脚手架立杆荷载计算作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.确定按稳定计算的脚手架搭设高度HsHs=[H]/(1-0.001[H])=36.4/(1-0.001×36.4)=37.775m;2.静荷载标准值计算(1)结构自重标准值NG1k采用Φ48 × 3.5钢管。

外立杆:N= gk Hs=0.1360×37.775=5.137kN;G1k立杆:N= gk Hs=0.1136×37.775=4.291 kN;G1k(2)构配件自重标准值NG2k1)脚手板的自重标准值NG2k1采用木脚手板,自重标准值gk1=0.35kN/m2,铺设层数n1=1层。

外立杆:N= n1×0.5×lb×la×gk1 = 1×0.5×1.05×1.5×0.35=0.276 kN;G2k1= n1×(0.5×lb+a1)×la×gk1立杆:NG2k1= 1×(0.5×1.05+0.3)×1.5×0.35=0.433 kN;2)挡脚板的自重标准值NG2k2采用木脚手板(220×48×3000),自重标准值gk2=0.08kN/m,铺设层数n2=1层。

外立杆:NG2k2= n2×la×gk2 = 1×1.5×0.08=0.120 kN;3)防护栏杆及扣件的自重标准值NG2k3采用Φ48 × 3.5钢管,自重标准值gk3=0.0384kN/m,总根数n3=8根。

外立杆:NG2k3= n3×(la×gk3+0.0132)= 8×(1.5×0.0384+0.0132)=0.566 kN;4)围护材料的自重标准值NG2k4采用2300目/100cm2,A0=1.3mm2密目安全网全封闭,自重标准值gk4=0.01kN/m2。

外立杆:NG2k4= la×[H] ×gk4 =1.5×36.4×0.01=0.546 kN;5)附加横杆及扣件的自重标准值NG2k5搭接在大横杆上的小横杆根数n4=2根,铺设层数n5=1层,采用Φ48 × 3.5钢管,自重标准值gk6=0.0384kN/m。

外立杆:NG2k5= n5×n4×(0.5×lb×gk6+0.0132)= 1×2×(0.5×1.05×0.0384+0.0132)=0.067 kN;立杆:NG2k5= n5×n4×[(0.5×lb+a1)×gk6+0.0132]= 1×2×[(0.5×1.05+0.3)×0.0384+0.0132]= 0.090 kN;6)构配件自重标准值NG2k合计外立杆:NG2k=0.276+0.120+0.566+0.546+0.067=1.575 kN;立杆:NG2k=0.433+0.090=0.523 kN;3.活荷载标准值计算活荷载按照1个结构作业层(荷载为3 kN/m2)计算,活荷载合计值∑Qk=3 kN/m2。

外立杆:∑NQk= 0.5×lb×la×∑Qk = 0.5×1.05×1.5×3=2.363kN;立杆:∑NQk=(0.5×lb+a1)×la×∑Qk =(0.5×1.05+0.3)×1.5×3=3.713 kN;4.风荷载标准值计算W k =0.7μz·μs·ω其中ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照荷载规规定采用:ω= 0.45 kN/m2;μs -- 风荷载体型系数:μs=1.3 =1.3×0.868=1.128;为挡风系数,考虑了脚手架和围护材料的共同作用,计算过程复杂因篇幅有限计算过程从略。

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