模板支架、外脚手架标准计算手册
目录
- 总则 1
- 术语和符号 2
- 常用荷载取值及计算公式 7
- 典型架体解析 37
- 综合计算实例 49
1 总则
- 为贯彻执行国家安全生产的方针政策,保证我司各项目脚手架计算过程科学合理,特编制本计算手册。
- 本手册适用于房屋建筑施工中落地式外脚手架、悬挑式外脚手架、满堂支撑脚手架、满堂操作架的计算。
- 脚手架计算以系统性为宗旨,力求覆盖包括纵向水平杆、横向水平杆、立杆、扣件、脚手板、模板、模板背楞、立杆基础在内的所有零部件承载力及稳定性计算,扫除受力盲点,保证架体安全。
- 脚手架计算过程中,除参照本手册相关条款外,还应符合国家现行有关标准的规定。尤其是脚手架相关规范《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130)、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166)的中的规定。
术语
2 术语和符号
扣件式钢管脚手架
为建筑施工而搭设的、承受荷载的由扣件和钢管等构成的脚手架与支撑架, 包含本规范各类脚手架与支撑架,统称脚手架。
支撑架
为钢结构安装或浇筑混凝土构件等搭设的承力支架。
单排钢管脚手架
只有一排立杆,横向水平杆的一端搁置固定在墙体上的脚手架,简称单排架。
双排扣件式钢管脚手架
由内外两排立杆和水平杆等构成的脚手架,简称双排架。
满堂钢管脚手架
在纵、横方向,由不少于三排立杆并与水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑、扣件等构成的脚手架。该架体顶部作业层施工荷载通过水平杆传递给立杆,顶部立杆呈偏心受压状态,简称满堂脚手架。
满堂钢管支撑架
在纵、横方向,由不少于三排立杆并与水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑、扣件等构成的承力支架。该架体顶部的钢结构安装等(同类工程)施工荷载通过可调托撑轴心传力给立杆,顶部立杆呈轴心受压状态,简称满堂支撑架。
扣件
采用螺栓紧固的扣接连接件为扣件;包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件。
底座
设于立杆底部的垫座;包括固定底座、可调底座。
可调托撑
插入立杆钢管顶部,可调节高度的顶撑。
水平杆
脚手架中的水平杆件。沿脚手架纵向设置的水平杆为纵向水平杆;沿脚手 架横向设置的水平杆为横向水平杆。
扫地杆
贴近楼地面设置,连接立杆根部的纵、横向水平杆件;包括纵向扫地杆、横向扫地杆。
连墙件
将脚手架架体与建筑主体结构连接,能够传递拉力和压力的构件。
连墙件间距
脚手架相邻连墙件之间的距离,包括连墙件竖距、连墙件横距。
横向斜撑
与双排脚手架内、外立杆或水平杆斜交呈之字形的斜杆。
剪刀撑
在脚手架竖向或水平向成对设置的交叉斜杆。
抛撑
用于脚手架侧面支撑,与脚手架外侧面斜交的杆件。
脚手架高度
自立杆底座下皮至架顶栏杆上皮之间的垂直距离。
脚手架长度
脚手架纵向两端立杆外皮间的水平距离。
脚手架宽度
脚手架横向两端立杆外皮之间的水平距离,单排脚手架为外立杆外皮至墙面
的距离。
步距
上下水平杆轴线间的距离。
立杆纵(跨)距
脚手架纵向相邻立杆之间的轴线距离。
立杆横距
脚手架横向相邻立杆之间的轴线距离,单排脚手架为外立杆轴线至墙面的距离。
主节点
立杆、纵向水平杆、横向水平杆三杆紧靠的扣接点
符号
荷载和荷载效应
gk——立杆承受的每米结构自重标准值; MGk——脚手板自重产生的弯矩标准值; MQk——施工荷载产生的弯矩标准值; MWk——风荷载产生的弯矩标准值;
NG1k——脚手架立杆承受的结构自重产生的轴向力标准值; NG2k——脚手架构配件自重产生的轴向力标准值;
ΣN Gk ——永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和; ΣNQk——可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和; Nk ——上部结构传至基础顶面的立杆轴向力标准值; Pk ——立杆基础底面处的平均压力标准值;
wk——风荷载标准值; wo——基本风压值; M——弯矩设计值;
MW ——风荷载产生的弯矩设计值;
N——轴向力设计值;
Nl ——连墙件轴向力设计值;
Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; v——挠度;
σ——弯曲正应力。
材料性能和抗力
E——钢材的弹性模量;
f——钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值; fg——地基承载力特征值;
Rc——扣件抗滑承载力设计值; [υ]——容许挠度;
[λ]——容许长细比。
几何参数
A——钢管或构件的截面面积,基础底面面积; An——挡风面积;
Aw——迎风面积;
[H]——脚手架允许搭设高度; h——步距;
i——截面回转半径;
l——长度,跨度,搭接长度; la——立杆纵距;
lb——立杆横距;
lo——立杆计算长度,纵、横向水平杆计算跨度; s——杆件间距;
t——杆件壁厚; W——截面模量;
λ——长细比; Φ——杆件直径;。
计算系数
k——立杆计算长度附加系数;
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数;
μs——脚手架风荷载体型系数;
μstw——按桁架确定的脚手架结构的风荷载体型系数;
μz——风压高度变化系数;
φ——轴心受压构件的稳定系数,挡风系数;。
3 常用荷载取值及计算公式
常用荷载取值
表 3.1-1 常用荷载取值
类型 |
荷载指标 |
取值 |
备注 |
恒荷载 |
木模板荷载 (kN/m2) |
0.5 |
梁板模板(其中包括梁模板) |
0.3 |
无梁楼板 |
||
0.75 |
楼板模板及支架(楼层高度为 4m 以 下) |
||
根据模板用材取 值 |
其他 |
||
钢模板荷载 (kN/m2) |
0.75 |
梁板模板(其中包括梁模板) |
|
0.50 |
无梁楼板 |
||
1.10 |
楼板模板及支架(楼层高度为 4m 以 下) |
||
冲压脚手板 (kN/m2) |
0.30 |
/ |
|
竹串片脚手板 (kN/m2) |
0.35 |
/ |
|
木脚手板 (kN/m2) |
0.35 |
/ |
|
竹笆脚手板 (kN/m2) |
0.10 |
/ |
|
栏杆、冲压钢板脚手 板挡板(kN/m) |
0.16 |
/ |
|
栏杆、竹串片脚手板 挡板(kN/m) |
0.17 |
/ |
|
栏杆、木脚手板挡板 |
0.17 |
/ |
(kN/m) |
|||
活荷载 |
施工荷载——装修脚 手架(kN/m2) |
2.0 |
/ |
施工荷载—— 混凝土、砌筑结构脚手架 (kN/m2) |
3.0 |
/ |
|
施工荷载——轻型钢 结构及空间网格结构脚手架(kN/m2) |
2.0 |
/ |
|
施工荷载——普通钢 结构脚手架(kN/m2) |
3.0 |
/ |
|
混凝土浇筑荷载 |
见 2.2 节 |
根据 2.2 节对应公式计算 |
|
混凝土振捣荷载 |
见4.0kN/m2 |
||
混凝土倾倒荷载 |
见表 2.2-2 |
||
布料机 |
—— |
根据具体型号取值,集中荷载作用在 基础覆盖面内立杆上 |
|
风荷载 |
= ? ? 0 |
式中:wk——风荷载标准值(kN/m2); μz——风压高度变化系数,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 规定采用; μs——脚手架风荷载体型系数; wo ——基本风压值(kN/m2 ),应按国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 附表 D.4 的规定采 用,取重现期 n=10 对应的风压 值。 |
|
其他荷载 |
现场可能出现的其他活荷载; |
计算结果限值
钢材的强度设计值与弹性模量
表 3.2.-1 钢材的强度设计值与弹性模量(N/mm2)
Q235 钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值 f |
205 |
弹性模量E |
2.06×105 |
扣件、底座、可调托撑的承载力设计值限值
表 3.2.-2 扣件、底座、可调托撑的承载力设计值(kN)
项 目 |
承载力设计值 |
对接扣件(抗滑) |
3.20 |
直角扣件、旋转扣件(抗滑) |
8.00 |
底座(受压)、可调托撑(受压) |
40.00 |
受弯构件的挠度容许值/限值
表 3.2-3 受弯构件的容许挠度
构件类别 |
容许挠度[v] |
脚手板,脚手架纵向、横向水平杆 |
l/150 与 10mm |
脚手架悬挑受弯杆件 |
l/400 |
型钢悬挑脚手架悬挑钢 |
l/250 |
注:l 为受弯构件的跨度,对悬挑杆件为其悬伸长度的 2 倍。
受压、受拉构件的长细比容许值/限值
表 3.2-4 受压、受拉构件的容许长细比
构件类别 |
容许挠度[v] |
|
立杆 |
双排架、满堂支撑脚手架 |
210 |
单排架 |
230 |
|
满堂脚手架 |
250 |
|
横向斜掌、剪刀撑中的压杆 |
250 |
|
拉杆 |
350 |
常用计算公式
荷载效应组合
计算不同构件承载力及稳定性时,均存在不同荷载效应组合的问题,式(3.3- 1)~(3.3-5)是荷载效应基本组合(组合得设计值)的通用计算式;式(3.3-6)
~式(3.3.10)是荷载效应标准组合(组合的标准值)的通用表达式,用于弯矩、剪力、轴力在内的不同内力设计值与标准值的计算。计算时可采用“单个荷载→ 荷载组合→组合荷载效应”或 “单个荷载→单个荷载效应→组合荷载效应”两种思路计算,荷载效应包括由(点、线、面)荷载计算得到的构件截面内力(弯矩、荷载组合 内力计算剪力、轴力、扭矩)。两种思路达到的目的相同,如“ → → ”与“→ → ”两种思路结果一样,其中、分别为荷载标准值和设计值,、分别为计算得弯矩标准值和设计值,荷载组合与内力组合均使用式(3.3- 1)~式(3.3-7)。
- 基本组合
1)不组合风荷载时:
○1 由可变荷载控制的组合:
1 = 1.2(∑ 1 + ∑ 2) + 1.4 ∑ (3.3-1)
○2 由永久荷载控制的组合:
2 = 1.35(∑ 1 + ∑ 2) + 1.4 × 0.9 ∑ (3.3-2)
式中:1.2/1.35、1.4 分别为恒、活荷载分项系数,0.9 是活荷载组合系数。2)组合风荷载时:
○1 由可变荷载控制的组合:
1 = 1.2(∑ 1 + ∑ 2) + 1.4( + 0.6) (3.3-3)
○2 由永久荷载控制的组合:
2 = 1.35(∑ 1 + ∑ 2) + 1.4(0.9 + 0.6) (3.3-4) 内力设计值取值:
= {1,2} (3.3-5)
值作为荷载组合值,用于计算。
式(3.2-1)~(3.2-5)中,1——支撑脚手架体自重产生的荷载效应标准值,
2——由模板、支撑梁、浇筑混凝土及钢筋自重产生的荷载效应标准值;
——由施工荷载产生的荷载效应标准值;
——由风荷载产生的荷载效应标准值。
- 标准组合
= 1.0(∑ 1 + ∑ 2) + 1.0 ∑ (3.3-6)
= 1.0(∑ 1 + ∑ 2) + 1.0( + 0.6) (3.3-7) 内力标准值取值:;
说明:室外架体或受风荷载直接作用的架体应考虑风荷载组合;室内架体或不与
风荷载直接接触的架体可不考虑风荷载组合。
模板计算
模板计算可按简支跨计算,计算跨中最大弯矩和挠度,计算宽度可取模板实际宽度或单位板宽(1)。若存在悬臂段,尚应计算悬挑端最大挠度和支座最大负弯矩。模板结构验算对象主要包括模板和背楞梁。模板结构强度主要受弯矩控制,一般无需验算抗剪承载力。
板底模板计算
- 抗弯承载力计算
=
≤ (3.3-8)
式中:——最不利弯矩设计值,取均布荷载与集中荷载分别作用时计算结
果较大值;简支梁作用下跨中最大弯矩
= 2 为均布荷载设计值, =
8
1.21 + 1.42 1为模板自重,2为混凝土浇筑荷载和施工荷载;;
——净截面抵抗矩;
- 挠度计算
挠度应符合下列规定:
≤ [] (3.3-9)
式中:[]——纵、横向水平杆受弯容许挠度,取值{/150,10};
——纵、横向水平杆受弯计算挠度,常见模型计算如下:
54
384 ;简支梁均布荷载下跨中最大挠度;
= 54 3
384 + 48 ; 简支梁均布荷载+ 跨中集中荷载作用最大挠度
{
——材料弹性模量;
——材料截面惯性矩;
——均布荷载;
——集中荷载;
简支梁均布荷载作用下跨中最大挠度
简支梁均布荷载+跨中集中荷载作用下最大挠度
【实例】商住楼底层平台楼面。标高 6.5m,楼板厚度 200mm,采用组合钢模板支模,主板型号为 P3015(钢面板厚度为 2.3mm,宽度 300mm,重量 0.75kN/
㎡, = 26.39 × 1044, = 5.86 × 1033),钢材设计强度为 215N/mm
2,弹性模量 E 为 2.1×105N/mm2,验算模板的强度及挠度是否满足要求。
【解】
荷载计算:
楼板标准荷载为:
楼板模板自重力 0.75kN/㎡
楼板混凝土自重力 25×0.20=5.0kN/㎡
楼板钢筋自重力 1.1×0.20=0.22kN/㎡
施工人员及设备(均布荷载) 2.5kN/㎡
(集中荷载) 2.5kN
根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162 中荷载设计值及荷载组合两节可知永久荷载分项系数取 1.2,可变荷载分项系数取 1.4,,由于模板及其支架中不确定的因素较多,荷载取值难以准确,因此不考虑荷载设计值的折减,已知模板宽度为 0.3m。
设计均布荷载分别为: q=[(0.75+5+0.22)×1.2+2.5×1.4]×0.3=3.199 kN/m
设计集中荷载为: F=2.5×1.4=3.5kN
计算简图如图 2.2-2 所示。
施工荷载集中作用于跨中+均布荷载作用下跨中最大弯矩
2 1 3.199 × 0.752 1
=
8 + 4 = 8 + 4 × 3.5 × 0.75 = 0.881 ?
则抗弯承载力计算
= = 0.881
= 150.4/2 < 215/2 满足要求。
5.86×103
挠度计算:
54
3
5 × 3.199 × 0.754
3.5 × 3.199 × 0.753
= 384 + 48 = 384 × 2.1 × 105 × 26.39 × 104 + 48 × 2.1 × 105 × 26.39 × 104
= 2.01 < ?150 = 5
满足要求。
侧模计算
混凝土侧模受新浇筑混凝土侧压力(恒荷载)、振捣荷载(活荷载)、倾倒混凝土产生荷载(活荷载)。在侧模计算中可将模板简化成简支梁,跨度方向为水平方向,跨度为两相邻背楞之间的轴线距离。先计算混凝土压力,将以均布荷载作用在侧模上,计算跨中最大正弯矩。
○1 新浇筑混凝土侧压力计算:
1
= {0.220122; } (3.3-10)
式中:——新浇混凝土对模板的侧压力计算值(/2);
——混凝土的重力密度(/3);
——混凝土的浇筑速度(/?);
0——新浇混凝土的初凝时间(),可按试验确定;当缺乏试验资料时,可采用 = 200/(T + 15)(为混凝土的温度℃);
1——外加剂影响修正系数;不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用
的外加剂时取1.2;
2——混凝土坍落度影响修正系数;当坍落度小于30时,取0.85, 坍落度为50~90时,取1.00;坍落度为110~150时,取1.15;
——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);混凝土侧压力的计算分布图形如下图,图中? = / ?为有效压力高度。
混凝土侧压力计算分布图
○2 振捣混凝土时对侧模的压力可取值4/2;
③倾倒混凝土时,对垂直面模板产生的水平荷载标准值可按下表采用:
表 3.2-2 倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值(4/2)
向模板内供料方法 |
水平荷载 |
溜槽、串筒或导管 |
2 |
容量小于0.23的运输器具 |
2 |
容量为0.2~0.83的运输器具 |
4 |
容量大于0.83的运输器具 |
6 |
计算时分别计算○1 ○2 ○3 节荷载计算得弯矩设计值,取最大值。
- 抗弯承载力计算
= 2
8
(3.3-11)
=
≤ (3.3-12)
式中:——沿水平方向均布线荷载,取○1 ○2 ○3 节计算最大均布荷载,与单位模板宽度(1)或模板实际宽度的乘积;均布面荷载向均布线荷载转化方法如下:
均布面荷载向均布线荷载转化图
面荷载1向线荷载转化公式: = 1 × 1+2;
2
——模板材料抗拉强度设计值;
——为模板截面抵抗矩。
- 挠度计算
挠度应符合下列规定:
≤ [] (3.3-13)
式中:[]——纵、横向水平杆受弯容许挠度,取值{/150,10};
——纵、横向水平杆受弯计算挠度,常见模型计算如下:
= 54 简支梁均布荷载下跨中最大挠度;
— —
384
E——材料弹性模量; I——材料截面惯性矩;
——均布荷载;
简支梁均布荷载作用下跨中最大挠度
【实例】高层建筑底层钢筋混凝土梁,截面尺寸为 0.5m×2.0m,采用组合钢模板支模,用普通 C25 混凝土浇筑,坍落度为 7cm,混凝土浇筑速度 V=3m/h,
混凝土入模温度 T=30°C,采用组合钢模板支模,主板型号为 P3015(钢面板厚度为 2.3mm,宽度 300mm,重量 0.75kN/㎡, = 26.39 × 1044 , = 5.86 × 1033),钢材设计强度为 215N/mm2,弹性模量 E 为 2.1×105N/mm2,试对梁侧模板进行验算。
【解】
新浇混凝土对模板产生的侧压力:
1
200 2
= 0.220122; = 0.22 × 25 × 30+15 × 1 × 1 × √3 = 42.3/
= = 25 × 2 = 50/2
取二者较小值, = 42.3/2
混凝土侧压力的有效压头高度? = 42.3 = 1.69
25
倾倒混凝土产生的水平荷载取4/2
梁侧模板的侧压力图形如图 2.2-3 所示,应验算承受最大侧压力的一块模板, 由于模板宽度不大,按均匀分布考虑。
梁侧模板强度验算的设计荷载(不考虑荷载设计值折减系数 0.85): q1=(42.3×1.2+4×1.4)×0.3=16.91kN/m
支座弯矩 = ? 1 12 = ? 1 × 16.91 × 0.3752 = ?1.189 ?
2 2
跨中弯矩 = 0
= = 1.189×106 = 203/2 ≤ 215/2 满足要求。
5.86×103
梁侧模板刚度验算的标准荷载:
q2=42.3×0.3=12.69 kN/m
跨中最大挠度
54
5 × 12.69 × 0.754
750
= 384 = 384 × 2.1 × 105 × 26.39 × 104 = 0.95 < 150 = 5,满足要求
3.3.3 背楞计算
梁、板底模与侧模计算简图,根据单根背楞上支点数确定,若支点数为2 个(两端各 1 个),可按简支梁计算,若支点数大于两个,可统一按三跨连续梁计算跨中正弯矩。除简支梁外,多跨梁计算支座负弯矩时统一按两跨连续梁计算(如下图):
简支梁跨中正弯矩
最大跨中正弯矩:
= 0.1252 (3.3-14)
两跨连续梁跨中正弯矩
最大支座负弯矩:
= ?0.1252 (3.3-15)
三跨连续梁支座负弯矩
最大跨中正弯矩:
以上三式中:
= 0.0802 (3.3-16)
——作用在背楞上的均布线荷载;
——跨度,多跨连续梁中取最大跨度。
【实例】下图为两侧模板截面图,背楞木方尺寸50 ? 100(横放),背楞外侧立杆间距 1200。经计算,可假定模板侧压力4/2,求木方承载力。
实例图 1
【解】木方主要受弯矩。单根木方长度未定,可分别考虑三种情况:单跨简支梁、两跨连续梁和三跨连续梁,取最不利弯矩计算。
由于木方截面对称,由式(3.3-14)~(3.3-16),选取最大弯矩绝对值:
= 0.1252 = 0.72 ?
计算抗弯承载力,由式(2.3-12)得:
=
= 8.6/2 ≤
式中: = 83333mm3; = 13/2。
纵、横向水平杆计算
水平杆抗弯承载力
水平杆最大正弯矩可按简支梁(只有两端两个支点)或三跨连续梁计算(多于两个支点),最大支座负弯矩可按梁跨连续梁(实物为简支梁时无需计算最大
负弯矩)计算。抗弯承载力计算如下:
式中:——弯曲正应力;
= ≤ (3.3-17)
——弯矩设计值( ? ),常用计算式如下:
0.0802; 三跨连续梁受均布荷载下跨中最大正弯矩;
= {?0.1002;三跨连续梁受均布荷载下支座最大负弯矩; 0.1252;简支梁受均布荷载下跨中最大正弯矩;
(常用其他荷载作用形式可参考《混凝土结构》中册附录 7“等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表”);
——均布荷载;
——计算跨度,对于纵、横向水平杆可取立杆间距;
——净截面模量(3),常见脚手架钢管48.? 3.6截面模量7.0544;
——扣件式钢管材料抗压强度设计值,Q235 钢材常用壁厚下抗拉、抗压和抗弯承载力取值 ?。
纵、横向水平杆抗剪承载力计算
常见脚手架纵、横向水平杆及模板、脚手板强度主要受弯矩控制,一般无需
进行抗剪计算:
=
≤ (3.3-18)
式中:——计算剪应力截面(通常为截面中轴线位置)最大剪应力;
——计算截面沿腹板平面作用的剪力,常用计算式如下:
= {0.6;三跨连续梁均布荷载下最大剪力0.5;简支梁均布荷载下最大剪力
(对常用其他荷载作用形式可参考《混凝土结构》中册附录 7“等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表”);
——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;
——毛截面惯性矩;
——腹板厚度;
纵、横水平杆挠度计算
纵、横水平杆挠度应符合下列规定:
≤ [] (3.3-19)
式中:[]——纵、横向水平杆受弯容许挠度,取值{/150,10};
——纵、横向水平杆受弯计算挠度,常见模型计算如下:
0.6774 ;三跨连续梁均布荷载下最大挠度(三跨等长) ;
100
=
54
384
;简支梁均布荷载下跨中最大挠度;
;
3
48
; 简支梁跨中集中荷载作用下最大挠度;
54
{ 384
+ 3
48
;简支梁均布荷载+ 跨中集中荷载作用下最大挠度
—— 材料弹性模量, 常用钢管材料 Q235 钢材弹性模量取值
206e3 N?2;
——材料截面惯性矩,常用脚手架钢管48.? 3.6截面惯性矩1.2754;
——均布荷载;
F——集中荷载;
三跨连续梁均布荷载下跨中最大挠度
简支梁均布荷载作用下跨中最大挠度
简支梁跨中集中荷载作用下跨中最大挠度
简支梁均布荷载+跨中集中荷载作用下跨中最大挠度
纵横向水平杆计算示例
【实例】脚手架为双排脚手架,搭设高度为 19.85 米,立杆采用单立管。搭
设尺寸为:立杆的纵距 1.50 米,立杆的横距 1.05 米,立杆的步距 1.80 米。内排
架距离结构边长度为 0.30 米;纵向水平杆在下,搭接在纵向水平杆上的横向水平杆根数为 1; 采用的钢管类型为 Φ48×3.0;横杆与立杆连接方式为双扣件连接;扣件抗滑承载力系数为 0.80;连墙件采用三步两跨,竖向间距为 5.4 米,水
平间距 3.0 米,采用预埋短钢管双扣件连接。施工均布活荷载为 2.0kN/m2,同时考虑施工 2 层,脚手板共铺设 3 层。验算纵横向水平杆是否满足要求。
【解】
根据《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第 5.2.4 条规定,横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算,横向水平杆在纵向水平杆的上面。按照横向水平杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向水平杆的最大弯矩和变形。
- 均布荷载值计算
横向水平杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ;
脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.500/2=0.262 kN/m ; 活荷载标准值: Q=2.000×1.500/2=1.500 kN/m;
荷载的计算值: q1=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×1.500 = 2.461 kN/m;
- 抗弯强度计算
横向水平杆计算简图
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下:
最大弯距为 Mqmax =2.461×1.0502/8 = 0.339 kN.m;
横向水平杆的抗弯强度:σ = Mqmax/W =0.339×106/5080=66.765 N/mm2
横向水平杆的抗弯计算强度σ= 66.765 N/mm2<[f]=205.0 N/mm2,满足要求。 3)挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度。
荷载标准值 q=0.038+0.262+1.500 =1.801 kN/m
挠度计算公式如下:
最大挠度 V =5.0×1.801×1050.04/(384×2.060×105×121900.0)=1.135mm
横向水平杆的最大挠度小于 1050/150=7.000 与 10 mm,满足要求。
纵向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,横向水平杆在纵向水平杆的上面。
- 荷载值计算
纵向水平杆的自重标准值:P1= 0.038×1.050=0.040 kN;
脚手板的荷载标准值:P2= 0.350×1.050×1.500/2=0.276 kN; 活荷载标准值: Q= 2.000×1.050×1.500/2=1.575 kN;
荷载的计算值: P=(1.2×0.040+1.2×0.276+1.4×1.575)/2=1.292 kN;
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