雙排腳手架，搭設(shè)高度14.0米，立桿采用單立管。

立桿的縱距1.50米，立桿的橫距0.95米，內(nèi)排架距離結(jié)構(gòu)0.00米，立桿的步距1.80米。

采用的鋼管類型為φ48×3.0，

連墻件采用2步2跨，豎向間距3.60米，水平間距3.00米。 施工活荷載為3.0kN/m2，同時(shí)考慮2層施工。

腳手板采用竹笆片，荷載為0.10kN/m2，按照鋪設(shè)4層計(jì)算。 欄桿采用沖壓鋼板，荷載為0.16kN/m，安全網(wǎng)荷載取0.0100kN/m2。 腳手板下大橫桿在小橫桿上面，且主結(jié)點(diǎn)間增加一根大橫桿。 基本風(fēng)壓0.40kN/m2，高度變化系數(shù)0.6500，體型系數(shù)1.4150。

懸挑水平鋼梁采用鋼管48×3.0mm，建筑物外懸挑段長(zhǎng)度1.00米，建筑物內(nèi)錨固段長(zhǎng)度1.00米。

懸挑水平鋼梁采用支桿與建筑物拉結(jié)，最外面支點(diǎn)距離建筑物0.95m，支桿采用鋼管φ48.0× 3.0mm。

鋼管慣性矩計(jì)算采用 I=π(D4-d4)/64，抵抗距計(jì)算采用 W=π(D4-d4)/32D。

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一、大橫桿的計(jì)算

大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)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(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。

36

1.均布荷載值計(jì)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=0.100×0.950/2=0.047kN/m

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000×0.950/2=1.425kN/m

靜荷載的計(jì)算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.047=0.103kN/m

活荷載的計(jì)算值 q2=1.4×1.425=1.995kN/m

大橫桿計(jì)算荷載組合簡(jiǎn)圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度

)

大橫桿計(jì)算荷載組合簡(jiǎn)圖(支座最大彎矩)

2.抗彎強(qiáng)度計(jì)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(jì)算公式如下

:

跨中最大彎矩為

M1=(0.08×0.103+0.10×1.995)×1.5002=0.467kN.m

支座最大彎矩計(jì)算公式如下

:

支座最大彎矩為

M2=-(0.10×0.103+0.117×1.995)×1.5002=-0.548kN.m

我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：

σ=0.548×106/4491.0=122.106N/mm2

37

大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm,滿足要求!

2

3.撓度計(jì)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(jì)算公式如下

:

靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q1=0.038+0.047=0.086kN/m

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q2=1.425kN/m

三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度

V=(0.677×0.086+0.990×1.425)×1500.04/(100×2.06×105×107780.0)=3.349mm

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(jì)算

小橫桿按照簡(jiǎn)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=0.100×0.950×1.500/2=0.071kN

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000×0.950×1.500/2=2.138kN

荷載的計(jì)算值 P=1.2×0.058+1.2×0.071+1.4×2.138=3.147kN

38

小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖

2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算

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)×0.9502/8+3.147×0.950/4=0.753kN.m

σ=0.753×106/4491.0=167.588N/mm2

小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!

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=5.0×0.038×950.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.02mm 39

集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P=0.058+0.071+2.138=2.266kN

集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度

V2=2266.350×950.0×950.0×950.0/(48×2.06×105×107780.0)=1.823mm 最大撓度和

V=V1+V2=1.842mm

小橫桿的最大撓度小于950.0/150與10mm,滿足要求!

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；

橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038×0.950=0.036kN

腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.100×0.950×1.500/2=0.071kN

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000×0.950×1.500/2=2.138kN

荷載的計(jì)算值 R=1.2×0.036+1.2×0.071+1.4×2.138=3.122kN 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

40

NG1 = 0.107×14.000=1.501kN

(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.10 NG2 = 0.100×4×1.500×(0.950+0.000)/2=0.285kN

(3)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0.16

NG3 = 0.160×1.500×4=0.960kN

(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.010

NG4 = 0.010×1.500×14.000=0.210kN

經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 2.956kN。

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(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 3.000×2×1.500×0.950/2=4.275kN

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 = 1.415

經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.400×0.650×1.415 = 0.368kN/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=1.2×2.956+0.9×1.4×4.275=8.934kN

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

41

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=1.2×2.956+1.4×4.275=9.533kN 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)；

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=0.9×1.4×0.368×1.500×1.800×1.800/10=0.225kN.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=9.533kN；

i —— 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm；

k —— 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155；

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

l0 —— 計(jì)算長(zhǎng)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(zhǎng)細(xì)比，為3118/16=196

λ0 —— 允許長(zhǎng)細(xì)比(k取1)，為2700/16=169 <210 長(zhǎng)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(zhǎng)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)；

42

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

σ=9533/(0.19×424)=118.636N/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

2.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=8.934kN； i —— 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm； k —— 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155；

u —— 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 —— 計(jì)算長(zhǎng)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(zhǎng)細(xì)比，為3118/16=196

λ0 —— 允許長(zhǎng)細(xì)比(k取1)，為2700/16=169 <210 長(zhǎng)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(zhǎng)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=0.225kN.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=8934/(0.19×424)+225000/4491=161.352N/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!

43

六、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 = 0.368kN/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 = 3.60×3.00 = 10.800m2；

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 = 5.563kN，連墻件軸向力計(jì)算值 Nl = 8.563kN

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]