扣件式双排落地式钢管脚手架设计计算
敞开式双排扣件式钢管脚手架(落地式)设计计算
1、钢管
选用外径Ф48mm×3.5mm的高频焊接钢管。
其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中的Q235-A级钢的规定。
有严重锈蚀、弯曲、压偏、损伤和裂纹者均不得使用。
钢管的长度应符合安全技术规范要求,横向水平杆不大于 2.200m,其它不大于6.500m。
每根钢管的最大质量不大于25kg。
按钢管在脚手架上所处的部位和所起的作用,可分为:立杆、大横杆、小横杆、栏杆、剪刀撑、斜撑、抛撑。
2、扣件
扣件式钢管脚手架所用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定,注意脚手架所采用的扣件,在螺旋拧紧扭力矩达65N·M不得发生破坏。
扣件有三种类型:直角扣件、旋转扣件、对接扣件。
3、连墙件
建筑施工用脚手架的安全度,特别是外脚手架的安全度,很大程度取决于脚手架与建筑结构连接的牢固程度。
本工程连墙杆采用刚性连接,连接杆采用Ф48钢管。
4、其他
A.木板:木板分踢脚板与垫铺板。
在每步 1.2m高处做一道扶手,25-30mm 高设一道踢脚板,在施工层及施工层上、下两层满铺木板,并采用20号铁丝与大横杆绑扎牢固。
B.安全密目网、平网:使用政府安全部门推荐使用的2000目合格安全网。
脚手架的外表面满挂安全网,以防材料掉下伤人和高空操作人员坠落。
5、设计计算
⑴脚手架工程材料的有关力学参数
钢管截面特性
⑵荷载标准值取定
作用于脚手架上的荷载主要是脚手架结构自重、脚手板和安全网等构配件自重、施工荷载、风荷载。
1.永久荷载(恒载)
①每米立杆承受的结构自重: g1k=0.1248KN/M ②木脚手板自重: g2k=0.18KN/M2
③脚手架上吊挂的安全网等防护设施,重量很轻,可忽略不计。
2.可变荷载(活载)
①施工荷载:按结构脚手架取用 q1k=3KN/M2 ②水平风荷载
ωk=0.7μz
μs ω。
=0.7×1.6×1.3×0.089×0.2=0.026 KN/M2 μz---风压高度变化系数,取1.6
μs —-脚手架风荷载体型系数,取1.3×0.089 ω。
--基本风压(KN/M2),思茅地区取0.2 KN/M2 ⑶荷载效应组合 ⑷落地式钢管脚手架设计计算
1横向水平杆承载力计算(按简支梁计算)跨长l =1.05m
MGK---脚手板自重产生的弯距,MQk---施工荷载标准值产生的弯距 M=1.2MGk+1.4
MQk
=1.2×1/8×0.1×1.052+1.4×1/8×3×1.052=0.60KN.M
б=M/w=0.6×106/5.08×103 =118<[б]=205N/mm2
∴符合要求
2纵向水平杆承载力计算(按三跨连续梁计算)跨长l=1.5m
M=1.2MGk+1.4 MQk=1.2×0.08×0.1×1.52+1.4×0.08×3×1.52=0.78KN.M б=M/w=0.78×106/5.08×103 =154<[б]=205N/mm2
∴符合要求
由于荷载较小,纵、横向水平杆变形均不作验算。
3纵横杆与立杆连接时扣件的抗滑承载力验算
R=(1.2×0.35+1.4×3.0)×1.05×1.5/2=3.64KN<Rc=8KN
∴符合要求
4立杆稳定性计算
(1)荷载计算
a.本工程脚手架搭设自室外地坪搭起,搭设高度49.0m。
(规范允许最大搭设高度50m)
b.风荷载产生的压应力
An=4489mm2
Aw=10000mm2
Ψw=1.2 An/ Aw=0.539
μs=1.0Ψw
μz=0.54
Wk=0.7μsμzw0=0.122KN/m2
Mwk=Wklah2/10=0.122×1.5×1.82/10=0.05929 KN.m
Mw=0.85×1.4×0.05929=0.071 KN.m
Mw/W=0.071×106/5.08×103=13.98 N/mm2
c.脚手架自重标准值产生的轴向力NG1k
规范查得每米高脚手架自重产生得轴心压力标准值Gk=0.1248KN/m,则47.7m脚手架自重产生轴心压力标准值为:NG1k=h.gk=49.0×0.1248=6.12KN
d.构配件自重产生得轴向力NG2k
注:1.脚手板的铺设按《规范》7.3.12条规定。
2.栏杆在每步架的外立杆上设置,施工作业平台设置两道,其余各设置一道,共计4道:自重为38.4×1.5×30KN.
3.脚手踢角板为180mm高的木脚手板挡板,自重为(350×1.5×0.18×2)KN.
4.安全网自重为(5×1.5×47.7)KN
e.计算外立杆施工荷载标准值产生的轴向力总和NQK
NQK=3×1.5×1.05×2/2=4.725KN
f.计算底层外立杆稳定性
∵k=1.155 μ=1.50 h=1.80
∴l0=kμh=3.1185m=311.85cm
I=1.58cm
∴λ=l0/ I=197.4 查表得ψ=0.185
N/ψA+M/W=16450/(0.185×489)+13.98=185.65N/mm2<f=205 N/mm2 ∴满足要求
5连墙件承载力计算
连墙件轴向力设计值(Aw为每个连墙杆迎风面积,按二步三跨计算)
Nl= Nlw +N0=1.4ωkAw+5
=1.4×0.078×3.6×4.5+5
=6.77KN
λ= l0/i=600/15.8=38 查表ψ=0.893
N=ψAf=0.893×0.0489×205×103
=89.5KN>Nl
∴满足要求
连接扣件抗滑承载力Rc=8.0KN>Nl
∴满足要求
6立杆地基承载力计算
地基承载力设计值
fg= kc fgk=0.4×350=140KN/M2
kc----脚手架地基承载力系数,回填土取0.4
fgk---地基承载力标准值,按《建筑地基基础设计规范》规定,砂土回填土取350 KN/M2
p=N/A=16.75/0.25=67<fg
综上所述,所设计脚手架钢管(φ48×d3.5)满足要求.。