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Uz —— 風荷載高度變化系數(shù),按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用:Uz = 1.250
Us —— 風荷載體型系數(shù):Us = 1.200
經(jīng)計算得到,風荷載標準值Wk = 0.7×0.450×1.250×1.200 = 0.473kN/m2。 考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式
N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
=1.2×4.86+0.85×+1.4×2.4=8.69KN
風荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計算公式
MW = 0.85×1.4Wklah2/10
=0.85×1.4×0.473×1.5×1.82
=2.74KN
其中 Wk —— 風荷載基本風壓標準值(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=1.2×NG+1.4×NQ
=1.2×5.86+1.4×
2.4=10.392kN;
— 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比L0/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=1.60cm;
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=4.24cm2;
W—立桿凈截面模量(抵抗矩
),W=4.49cm3;
—鋼管立桿受壓強度計算值;經(jīng)計算得到=114.10 N/mm2
[f] — 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值,[f] = 205.00N/mm2;
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不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 < [f],滿足要求!
(2)考慮風荷載時
,立桿的穩(wěn)定性計算
其中 N—— 立桿的軸心壓力設(shè)計值,
N=6.81kN;
—— 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 L0/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=1.60cm;
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=4.24cm2;
W —— 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.49cm3;
MW —— 計算立桿段由風荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎矩,
MW =0.328kN.m;
—— 鋼管立桿受壓強度計算值
(N/mm2);經(jīng)計算得到 =6.81×103/0.19×4.24×102+0.328×106/4.49×103=157.58
[f] —— 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值,[f] = 205.00N/mm2;
考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 < [f],滿足要求!
(六)連墻件的計算:
連墻件的軸向力計算值應按照下式計算:
Nl = Nlw + No
其中 Nlw —風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kN),應按照下式計算:
Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk — 風荷載基本風壓標準值,wk = 0.472kN/m2;
Aw —每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風面積,Aw = 3.60×5.40 = 19.440m2; No —連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN);No = 5.000KN
經(jīng)計算得到 Nlw = 12.846kN,連墻件軸向力計算值 Nl = 17.860kN
連墻件軸向力設(shè)計值 Nf = A[f]
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其中 —— 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),
由長細比 L/i=25.00/1.60的結(jié)果查表得到=0.96;
A = 4.24cm2;[f] = 205.00N/mm2。
經(jīng)過計算得到 Nf = 0.96×4.24×102mm2×205N/ mm2=83.433kN
Nf>Nl,連墻件的設(shè)計計算滿足要求!
(七)水平支撐架的驗算:
按照集中荷載作用下的簡支梁計算
集中荷載P傳遞力,
P=10.392kN
計算簡圖如下
支撐按照簡支梁的計算公式
其中 n=5.40/1.80=3
經(jīng)過簡支梁的計算得到
支座反力(考慮到支撐的自重)
RA = RB=(3-1)/2×10.392+10.392+5.40×0.24/2
=21.432kN
通過傳遞到支座的最大力為(考慮到支撐的自重):
2×10.392+10.392+5.40×0.24=32.472kN
最大彎矩(考慮到支撐的自重)
Mmax=(3×3-1)/(8×3)×10.392×5.40+0.24×5.40×5.40/8
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=19.5804kN.m
抗彎計算強度 f=19.5804×106/185000.0
=105.584N/mm2
水平支撐 架的抗彎強度滿足要求!
(八)懸挑梁的受力計算:
懸挑腳手架按照帶懸臂的單跨梁計算
懸出端C受腳手架荷載N的作用,里端B為與樓板的錨固點,
A為墻支點。
懸臂單跨梁計算簡圖
支座反力計算公式
支座彎矩計算公式
C點最大撓度計算公式
其中 k = m/l,kl = m1/l,k2 = m2/l。
本工程中,m = 1200mm,l = 1200mm,ml = 400mm,m2 = 1050mm;
水平支撐梁的截面慣性矩I = 1130.00cm4,截面模量(抵抗矩) W = 141.00cm3。 受腳手架作用傳遞集中力 P=23.52kN
水平鋼梁自重強度計算荷載 q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m
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k=1.20/1.20=1.00
kl=0.25/1.20=0.33
k2=1.05/1.20=0.875
代入公式,經(jīng)過計算得到
支座反力 RA=75.38kN
支座反力 RB=-28.461kN
最大彎矩 MA=33.92kN.m
抗彎計算強度 f=33.92×106/
(1.05×141000.0)=210.381N/mm2
水平支撐梁的抗彎計算強度小于215.0N/mm2,滿足要求!
受腳手架作用集中計算荷載 N=2.82+2.88=5.70kN
水平鋼梁自重計算荷載 q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m
最大撓度 Vmax=2.806mm
按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)附錄A結(jié)構(gòu)變形規(guī)定,受彎構(gòu)件的跨度對懸臂梁為懸伸長度的兩倍,即2400.0mm
水平支撐梁的最大撓度小于2400.0/400,滿足要求!
(九)懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算:
水平鋼梁采用16號工字鋼
,計算公式如下
其中 b —— 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù),查表《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)附錄
B得到:
b=1.93
經(jīng)過計算得到強度 =30.76×106/(1.93×
141000.00)=113.03N/mm2;
水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 < [f]=215,滿足要求!
(十)錨固段與樓板連接的計算(U形吊環(huán)):
1.水平鋼梁與樓板壓點采用鋼筋拉環(huán),拉環(huán)強度計算如下:
水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)受力 R=22.477 kN;
水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)強度計算公式為:
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其中 [f] 為拉環(huán)鋼筋抗拉強度,按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》10.9.8條[f] = 50N/mm2; 所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)最小直徑 D[22476.634×4/(3.142×50×2)]1/2 =15.917 mm;
水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)一定要壓在樓板下層鋼筋下面,并要保證兩側(cè)30cm以上搭接長度。
(十一)斜拉桿件驗算(鋼絲繩)
φ16鋼絲繩 查表 (4-4-2) α=0.85 (4-4-6) K=8
Pg=125KN
Px≤a Pg/k(4-4-2)
Pg=125KN≥k Px/α=8×3.78/0.85=35.58KN
因此滿足要求。
說明:斜拉鋼絲繩用手拉葫蘆(倒鏈)拉緊,做到所有鋼絲繩拉緊程度基本相同,避免鋼絲繩受力不均勻.
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