一、计算依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
6、《建筑施工手册》第五版
二、脚手架总参数
架体搭设基本参数 | |||
脚手架搭设方式 | 双排脚手架 | 脚手架钢管类型 | Φ48.3×3.6 |
脚手架架体高度H(m) | 35 | 水平杆步距h(m) | 1.8 |
立杆纵(跨)距la(m) | 1.5 | 立杆横距lb(m) | 1.05 |
内立杆距建筑距离(m) | 0.2 | 横向水平杆悬挑长度(m) | 0.15 |
纵横向水平杆布置方式 | 横向水平杆在上 | 纵杆上横杆根数n | 2 |
连墙件布置方式 | 两步两跨 | 连墙件连接形式 | 扣件连接 |
连墙件截面类型 | 钢管 | 连墙件型号 | Ф48×3 |
扣件连接的连接种类 | 双扣件 | 连墙件与结构墙体连接承载力(kN) | 80 |
连墙件计算长度a(m) | 0.2 | ||
荷载参数 | |||
脚手板类型 | 竹笆片脚手板 | 挡脚板的类型 | 竹串片挡脚板 |
脚手板铺设层数每隔(x)一设 | 每2步设置一层 | 密目安全网自重标准值(kN/m^2) | 0.01 |
实际脚手板铺设层数 | 3 | 装修脚手架施工层数 | 1 |
结构脚手架施工层数 | 1 | 横向斜撑每隔(x)跨设置 | 5 |
架体顶部风压高度变化系数 | 1 | 架体底部风压高度变化系数 | 1 |
风荷载体型系数 | 1.271 | 脚手架搭设地区 | 江苏(省)南京市(市) |
脚手板自重标准值(kN/m^2) | 0.1 | ||
地基参数 | |||
基础类型 | 地基 | 地基承载力特征值fak(kPa) | 170 |
垫板底面积A(m2) | 0.25 | 地基土类型 | 粉土 |
(图1) 落地式脚手架立面图
(图1) 落地式脚手架立面图
(图1)落地式脚手架立面图
三、横向水平杆验算
横向水平杆内力及挠度按简支梁验算,支座反力按有悬挑的简支梁计算。
承载能力极限状态
q=1.2×(g+gK1×la/(n+1))+1.4×QK×la/(n+1)=1.2×(0.04+0.1×1.5/(2+1))+1.4×3×1.5/(2+1)=2.208kN/m
正常使用极限状态
qK=g+gK1×la/(n+1)+QK×la/(n+1)=0.04+0.1×1.5/(2+1)+3×1.5/(2+1)=1.59kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
(图3) 承载能力极限状态受力简图
(图3) 承载能力极限状态受力简图
(图4) 弯矩图
(图4) 弯矩图
Mmax=0.292kN·m
σ=Mmax/W=0.292×106/5260=55.504N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求
2、挠度验算
计算简图如下:
(图5) 正常使用极限状态受力简图
(图5) 正常使用极限状态受力简图
(图6) 挠度图
(图6) 挠度图
νmax=0.914mm≤[ν]=min[lb/150,10]=7mm
满足要求
3、支座反力计算
承载能力极限状态
V=1.514kN
正常使用极限状态
VK=1.09kN
四、纵向水平杆验算
根据规范要求,纵向水平杆按三跨连续梁计算,且选择最不利的活荷载布置。
由上节可知F=V,FK=VK
q=1.2×0.04=0.048kN/m
qK=g=0.04kN/m
1、抗弯验算
Fqk=0.5QKLa/(n+1)lb(1+a1/lb)2=0.5×3×1.5/(2+1)×1.05×(1+0.15/1.05)2=1.029kN/m
Fq=1.4′0.5QKLa/(n+1)lb(1+a1/lb)2=1.4×0.5×3×1.5/(2+1)×1.05×(1+0.15/1.05)2=1.44kN/m
简图如下:
(图7) 承载能力极限状态受力简图
(图7) 承载能力极限状态受力简图
图8) 弯矩图
(图8) 弯矩图
Mmax=0.712kN·m
σ=Mmax/W=0.712×106/5260=135.407N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求
2、挠度验算
(图9) 正常使用极限状态受力简图
(图9) 正常使用极限状态受力简图
(图10) 挠度图
(图10) 挠度图
νmax=3.822mm≤[ν]=min[la/150,10]=10mm
满足要求
3、支座反力计算
承载能力极限状态:
Vmax=5.408kN·m
五、扣件抗滑承载力验算
扣件抗滑承载力验算:
R=Vmax=5.408kN≤Rc=8kN
满足要求
六、立杆稳定验算
脚手板理论铺设层数
y=min{H/[(x+1)h],y?Z}=7
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
NG1K=Hgk+y(lb+a1)ng/2+0.0146n/2=35×0.13+7×(1.05+0.15)×2×0.04/2+0.0146×2/2=4.898kN
2、构配件自重标准值NG2k1
Z=min(y,m)=3
NG2K=Z(Lb+a1)lagk1/2+zgk2la+laHgk3=3×(1.05+0.15)×1.5×0.1/2+3×0.17×1.5+1.5×35×0.01=1.56kN
3、施工活荷载标准值
?NQK=(njgQkj+nzxQkx)(lb+a1)la/2=(1×3+1×2)×(1.05+0.15)×1.5/2=4.5kN
4、
风荷载标准值:
wk=mzmsw0=1×1.271×0.25=0.318kN/m2
风荷载产生的弯矩标准值:
Mwk=wklah2/10=0.318×1.5×1.82/10=0.154kN·m
风荷载产生的弯矩设计值:
Mw=0.9′1.4Mwk=0.9×1.4×0.154=0.195kN·m
立杆荷载组合:
不组合风荷载:
N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4?NQK=1.2×(4.898+1.56)+1.4×4.5=14.05kN
组合风荷载:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.9′1.4?NQK=1.2×(4.898+1.56)+0.9×1.4×4.5=13.42kN
长细比验算:
l0=kmh=1.155×1.5×1.8=3.119m
l=l0/i=3.119×1000/15.9=196.132£[l]=210
满足要求
根据l值查规范JGJ130-2011附录A.O.6得到j=0.188
则立杆稳定的验算式为:
不组合风荷载:
N/jA=14.05×1000/(0.188×506)=147.9N/mm2£f=205N/mm2
满足要求
组合风荷载:
N/jA+MW/W=13.42×1000/(0.188×506)+0.195×106/5260=178.26N/mm2£f=205N/mm2
满足要求
七、允许搭设高度验算
不组合风荷载:
[H]=[jAf-(1.2NG2K+1.4?NQK)]/1.2gk=(0.188×506×205-(1.2×1.56×1000+1.4×4.5×1000))/(1.2×0.13×1000)=72.448m
组合风荷载:
[H]={jAf-[1.2NG2K+0.9′1.4(?NQK+Mwk/W)]}/1.2gk=(0.188×506×205-(1.2×1.56×1000+0.9×1.4×(4.5×1000+0.154×106/5260)))/(1.2×0.13×1000)=76.249m
H=35m≤[H]=72.448m
满足要求
八、连墙件承载力验算
计算连墙件的计算长度:
a0=a=0.2×1000=200mm,l=a0/i=200/15.9=12.579£[l]=210
根据l值查规范JGJ130-2011附录A.O.6得到j=0.967
风荷载作用在一个连墙件处的面积
Aw=2×h×2×la=2×1.8×2×1.5=10.8m2
风荷载标准值:
wk=mzmsw0=1×1.271×0.25=0.318kN
风荷载产生的连墙件轴向力设计值:
Nlw=1.4wkAw=1.4×0.318×10.8=4.804kN
连墙件的轴向力设计值:
Nl=Nlw+N0=4.804+3=7.804kN
其中N0由JGJ130-2011第5.2.12条进行取值。
将Nl、j带入下式:
强度:s=Nl/Ac=7.804×1000/424=18.407£0.85f= 0.85×205= 174.25
稳定:Nl/jA=7.804×1000/(0.967×424)=19.038N/mm2£0.85f = 0.85×205= 174.25 N/mm2
扣件抗滑移:Nl=7.804kN≤Rc=12kN
满足要求
九、立杆地基承载力验算
立杆上部结构传至立杆基础顶面的轴向力标准值:
NK=NG1K+NG2K+?NQK=4.898+1.56+4.5=10.958kN
立杆上部结构传至立杆基础顶面的轴向力设计值:
N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4?NQK=1.2×(4.898+1.56)+1.4×4.5=14.05kN
底座的验算:
N=7.804kN£Rb=100kN
地基承载力验算:
按照规范JGJ130-2011第5.5.2条要求,考虑部分地基承载力折减系数(一般0.4),可得
Pk=Nk/Ac=10.958/0.25=43.832kPa£fg=68kPa
满足要求
来源:有本早奏
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