腳手架的計算和荷載

腳手架的計算和荷載落地式扣件鋼管腳手架計算書鋼管腳手架的計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2001;計算的腳手架為雙排腳手架，立桿采用單立管；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.50米,立桿的橫距0.80米,立桿的步距1.80米；采用的鋼管類型為步48X3.5,連墻件采用2步3跨，豎向間距3.60米，水平間距4.50米；施工均布荷載為3.0kN/m2,同時施工2層,腳手板共鋪設(shè)4層；一、大橫桿的計算：大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面；按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形；均布荷載值計算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值： P1=0.038kN/m腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值： P2=0.300X0.800/3=0.080kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： Q=3.000X0.800/3=0.800kN/m靜荷載的計算值： q1=1.2X0.038+1.2X0.080=0.142kN/m活荷載的計算值： q2=1.4X0.800=1.120kN/m大橫桿計算荷載組合簡圖跨中最大彎矩和跨中最大撓度大橫桿計算荷載組合簡圖支座最大彎矩抗彎強度計算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩跨中最大彎矩計算公式如下：跨中最大彎矩為M1=0.08X0.142+0.10X1.120X1.5002=0.278kN.m支座最大彎矩計算公式如下：支座最大彎矩為M2=-0.10X0.142+0.117X1.120X1.5002=-0.327kN.m我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：廳=0.327X106/5080.0=64.332N/mm2大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求撓度計算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度計算公式如下:靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.038+0.080=0.118kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=0.800kN/m三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度V=0.677X0.118+0.990X0.800X1500.04/100X2.06X105X121900.0=1.758mm大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求二、小橫桿的計算：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，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形；荷載值計算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值： P1=0.038X1.500=0.058kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值： P2=0.300X0.800X1.500/3=0.120kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： Q=3.000X0.800X1.500/3=1.200kN荷載的計算值： P=1.2X0.058+1.2X0.120+1.4X1.200=1.893kN小橫桿計算簡圖抗彎強度計算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下：集中荷載最大彎矩計算公式如下：M=1.2X0.038X0.8002/8+1.893X0.800/3=0.509kN.m§=0.509X106/5080.0=100.102N/mm2小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求撓度計算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計算公式如下：集中荷載最大撓度計算公式如下：小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度V1=5.0X0.038X800.004/384X2.060X105X121900.000=0.01mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=0.058+0.120+1.200=1.378kN集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度V2=1377.600X800.0X3X800.02-4X800.02/9/72X2.06X105X121900.0=0.997mm最大撓度和V=V1+V2=1.005mm小橫桿的最大撓度小于800.0/150與10mm,滿足要求三、 扣件抗滑力的計算：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(guī)范5.2.5:RWRc其中Rc——扣件抗滑承載力設(shè)計值，取8.0kN；R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；荷載值計算橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038X0.800=0.031kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.300X0.800X1.500/2=0.180kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.000X0.800X1.500/2=1.800kN荷載的計算值R=1.2X0.031+1.2X0.180+1.4X1.800=2.773kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40--65N.m時,試驗表明：單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN；雙扣件在20kN的荷載下會滑動，其抗滑承載力可取12.0kN;四、 腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值：作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載;靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：1每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值kN/m；本例為0.1248NG1=0.125X38.600=4.817kN2腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值kN/m2；本例采用沖壓鋼腳手板,標(biāo)準(zhǔn)值為0.30NG2=0.300X4X1.500X0.800+0.200/2=0.900kN3欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值kN/m；本例采用欄桿、沖壓鋼腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.11NG3=0.110X1.500X4/2=0.330kN4吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)kN/m2；0.005NG4=0.005X1.500X38.600=0.289kN經(jīng)計算得到,靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.337kN;活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值；經(jīng)計算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=3.000X2X1.500X0.800/2=3.600kN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計算其中W0基本風(fēng)壓kN/m2，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001其中W0用：W0=0.350Uz——風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001的規(guī)定采用：Uz=0.840Us——風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us=1.000經(jīng)計算得到,風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=0.7X0.350X0.840X1.000=0.206kN/m2;考慮風(fēng)荷載時，立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式N=1.2NG+0.85X1.4NQ不考慮風(fēng)荷載時，立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式N=1.2NG+1.4NQ風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW計算公式MW=0.85X1.4Wklah2/10其中Wk——風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值kN/m2；la 立桿的縱距m；h 立桿的步距m;五、立桿的穩(wěn)定性計算：1.不考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算其中N——立桿的軸心壓力設(shè)計值,N=12.64kN；步一一軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比10/i的結(jié)果查表得到0.19；i——計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm；l0——計算長度m,由公式l0=kuh確定，l0=3.12m；k——計算長度附加系數(shù)，取1.155；u——計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定,u=1.50；A 立桿凈截面面積,A=4.89cm2；W 立桿凈截面模量抵抗矩,W=5.08cm3；打 鋼管立桿受壓強度計算值N/mm2；經(jīng)計算得到廳=139.18f——鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值,f=205.00N/mm2；不考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算＜f,滿足要求考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算其中N——立桿的軸心壓力設(shè)計值,N=11.89kN；步一一軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比10/i的結(jié)果查表得到0.19；i——計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm；10——計算長度m,由公式10=kuh確定，10=3.12m；k——計算長度附加系數(shù)，取1.155；u——計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定；u=1.50A 立桿凈截面面積,A=4.89cm2；W 立桿凈截面模量抵抗矩,W=5.08cm3；MW——計算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎矩,MW=0.119kN.m；打 鋼管立桿受壓強度計算值N/mm2；經(jīng)計算得到打=154.29f——鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值,f=205.00N/mm2；考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算廳＜f,滿足要求六、最大搭設(shè)高度的計算：不考慮風(fēng)荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設(shè)高度按照下式計算：其中NG2K——構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力,NG2K=1.520kN；NQ——活荷載標(biāo)準(zhǔn)值,NQ=3.600kN；gk——每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值,gk=0.125kN/m；經(jīng)計算得到，不考慮風(fēng)荷載時,按照穩(wěn)定性計算的搭設(shè)高度Hs=78.525米；腳手架搭設(shè)高度Hs等于或大于26米,按照下式調(diào)整且不超過50米：經(jīng)計算得到，不考慮風(fēng)荷載時，腳手架搭設(shè)高度限值H=50.000米；考慮風(fēng)荷載時，采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設(shè)高度按照下式計算:其中NG2K——構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力,NG2K=1.520kN；NQ——活荷載標(biāo)準(zhǔn)值,NQ=3.600kN；gk——每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值,gk=0.125kN/m；Mwk——計算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩,Mwk=0.100kN.m；經(jīng)計算得到，考慮風(fēng)荷載時,按照穩(wěn)定性計算的搭設(shè)高度Hs=69.360米；腳手架搭設(shè)高度Hs等于或大于26米,按照下式調(diào)整且不超過50米：經(jīng)計算得到,考慮風(fēng)荷載時，腳手架搭設(shè)高度限值H=50.000米；七、連墻件的計算：連墻件的軸向力計算值應(yīng)按照下式計算：Nl=Nlw+No其中Nlw——風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值kN,應(yīng)按照下式計算：Nlw=1.4XwkXAwwk 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值,wk=0.206kN/m2；Aw——每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積,Aw=3.60X4.50=16.200m2；No——連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力kN；No=5.000經(jīng)計算得到Nlw=4.668kN，連墻件軸向力計算值Nl=9.668kN連墻件軸向力設(shè)計值Nf=?Af其中步一一軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比l/i=20.00/1.58的結(jié)果查表得到步=0.97；A=4.89cm2；f=205.00N/mm2;經(jīng)過計算得到Nf=97.082kNNf>Nl,連墻件的設(shè)計計算滿足要求連墻件采用扣件與墻體連接；經(jīng)過計算得到Nl=9.668kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不滿足要求連墻件扣件連接示意圖八、立桿的地基承載力計算：立桿基