45

二、小橫桿的計(jì)算:

小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。

用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。

1.荷載值計(jì)算

大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038×1.500=0.058kN

腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.350×1.000×1.500/2=0.262kN

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000×1.000×1.500/2=2.250kN

荷載的計(jì)算值 P=1.2×0.058+1.2×0.262+1.4×2.250=3.534kN

小橫桿計(jì)算簡圖

2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算

27

最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下

:

集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下

:

M=(1.2×0.038)×1.0002/8+3.534×1.000/4=0.889kN.m

σ=0.889×10/4491.0=198.016N/mm

小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!

62

3.撓度計(jì)算

最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和 均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下

:

集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下

:

小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度

V1=5.0×0.038×1000.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.023mm 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P=0.058+0.262+2.250=2.570kN

集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度

V2=2570.100×1000.0×1000.0×1000.0/(48×2.06×105×107780.0)=2.412mm 最大撓度和

V=V1+V2=2.434mm

小橫桿的最大撓度小于1000.0/150與10mm,滿足要求!

28

三、扣件抗滑力的計(jì)算:

縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范

5.2.5):

R ≤ Rc

其中 Rc —— 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,單扣件取8.0kN,雙扣件取12.0kN； R —— 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；

1.荷載值計(jì)算

橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038×1.000=0.038kN

腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.350×1.000×1.500/2=0.262kN

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000×1.000×1.500/2=2.250kN

荷載的計(jì)算值 R=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×2.250=3.511kN 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!

當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40--65N.m時(shí),試驗(yàn)表明:單扣件在12kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取8.0kN；

雙扣件在20kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取12.0kN。

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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0.1072

NG1 = 0.107×20.000=2.145kN

(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹串片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35 NG2 = 0.350×4×1.500×(1.000+0.300)/2=1.365kN

(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例采用欄桿、竹串片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.17

NG3 = 0.170×1.500×4=1.020kN

29

(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m)；0.010

NG4 = 0.010×1.500×20.000=0.300kN

經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.830kN。

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2和的1/2取值。

經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 3.000×2×1.500×1.000/2=4.500kN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算

其中 W0 —— 基本風(fēng)壓(kN/m2)， W0 = 0.400

Uz —— 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，Uz = 0.650

Us —— 風(fēng)荷載體型系數(shù)： Us = 1.129

經(jīng)計(jì)算得到：Wk = 0.400×0.650×1.129 = 0.294kN/m2。

考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式

N = 1.2NG + 0.9×1.4NQ

經(jīng)過計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力：

N=1.2×4.830+0.9×1.4×4.500=11.466kN

不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式

N = 1.2NG + 1.4NQ

經(jīng)過計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力：

N=1.2×4.830+1.4×4.500=12.096kN

風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計(jì)算公式

MW = 0.9×1.4Wklah2/10

其中 Wk —— 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；

la —— 立桿的縱距 (m)；

30

h —— 立桿的步距 (m)。

經(jīng)過計(jì)算得到風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩：

Mw=0.9×1.4×0.294×1.500×1.800×1.800/10=0.180kN.m

五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算:

1.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算

其中 N —— 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=12.096kN； i —— 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm； k —— 計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155；

u —— 計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 —— 計(jì)算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；

A —— 立桿凈截面面積，A=4.239cm2；

W —— 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3； λ —— 長細(xì)比，為3118/16=196

λ0 —— 允許長細(xì)比(k取1)，為2700/16=169 <210 長細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! φ —— 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.190； σ —— 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)；

[f] —— 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，[f]=205.00N/mm2； 經(jīng)計(jì)算得到:

σ=12096/(0.19×424)=150.535N/mm2；

不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 σ< [f],滿足要求!

2.考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算

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其中 N —— 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=11.466kN；

i —— 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm；

k —— 計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155；

u —— 計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500；

l0 —— 計(jì)算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；

A —— 立桿凈截面面積，A=4.239cm2；

W —— 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3；

λ —— 長細(xì)比，為3118/16=196

λ0 —— 允許長細(xì)比(k取1)，為2700/16=169 <210 長細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! φ —— 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.190； MW —— 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.180kN.m； σ —— 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)；

[f] —— 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，[f]=205.00N/mm2；

經(jīng)計(jì)算得到 σ=11466/(0.19×424)+180000/4491=182.720N/mm2； 考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 σ< [f],滿足要求!

六、最大搭設(shè)高度的計(jì)算:

不考慮風(fēng)荷載時(shí)，當(dāng)立桿采用單管時(shí)，單、雙排腳手架允許搭設(shè)高度[H]，按下式計(jì)算：

[H] = [φAσ-(1.2NG2k+1.4NQk-NXie)] / 1.2gk

其中 NG2k —— 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2k = 2.685kN；

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NQk —— 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值， NQk = 4.500kN； gk —— 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.107kN/m； NXie —— 軸向力鋼絲繩卸荷部分， NQk = 0.000kN； σ —— 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，σ = 205.00N/mm2；

經(jīng)計(jì)算得到，不考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算的搭設(shè)高度 [H] = 54.006米。 考慮風(fēng)荷載時(shí)，當(dāng)立桿采用單管時(shí)，單、雙排腳手架允許搭設(shè)高度[H]，按下式計(jì)算：

[H] = {φAσ-[1.2NG2k+0.9×1.4(NQk+φAMwk)-NXie]} / 1.2gk

其中 NG2k —— 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2k = 2.685kN； NQk —— 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值， NQk = 4.500kN； gk —— 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.107kN/m； Mwk —— 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，Mwk = 0.143kN.m； NXie —— 軸向力鋼絲繩卸荷部分， NQk = 0.000kN； σ —— 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，σ = 205.00N/mm2；

經(jīng)計(jì)算得到，考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算的搭設(shè)高度 [H] = 33.911米。 取上面兩式計(jì)算結(jié)果的最小值，腳手架允許搭設(shè)高度 [H]=33.911米。

七、連墻件的計(jì)算:

連墻件的軸向力計(jì)算值應(yīng)按照下式計(jì)算：

Nl = Nlw + No

其中 Nlw —— 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，應(yīng)按照下式計(jì)算： Nlw = 1.4 × wk × Aw

wk —— 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，wk = 0.294kN/m2；

Aw —— 每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積:

Aw = 3.60×4.50 = 16.200m2；

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No —— 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No = 3.000 經(jīng)計(jì)算得到 Nlw = 6.657kN，連墻件軸向力計(jì)算值 Nl = 9.657kN

根據(jù)連墻件桿件強(qiáng)度要求，軸向力設(shè)計(jì)值 Nf1 = 0.85Ac[f]

根據(jù)連墻件桿件穩(wěn)定性要求，軸向力設(shè)計(jì)值 Nf2 = 0.85φA[f]

其中 φ —— 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l/i=30.00/1.60的結(jié)果查表得到φ=0.95；

凈截面面積 Ac = 4.24cm2；毛截面面積 A = 18.10cm2；[f] = 205.00N/mm2。 經(jīng)過計(jì)算得到 Nf1 = 73.865kN

Nf1>Nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求!

經(jīng)過計(jì)算得到 Nf2 = 300.110kN

Nf2>Nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求!

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第八節(jié)、東側(cè)15～18軸位置懸挑腳手架方案及計(jì)算書

建筑東側(cè)15～18軸2～5層位置凸出一層外墻0.8米，考慮局部搭設(shè)懸挑鋼管腳手架。

15～18軸位置懸挑腳手架搭設(shè)剖面圖如下：

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懸挑式扣件鋼管腳手架計(jì)算書

依據(jù)規(guī)范:

《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2011 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010

計(jì)算參數(shù):

鋼管強(qiáng)度為205.0 N/mm2，鋼管強(qiáng)度折減系數(shù)取1.00。