沈陽扣件式鋼管腳手架的計算書
垂直荷載的傳遞路線:
施工動、靜荷載→腳手板→小橫桿→大橫桿→立桿→墊木→基礎(地面)
沈陽扣件式鋼管腳手架的設置:立桿橫距b=1.05m,L=1.5m,立桿距外墻距離b1=0.35m
腳手架步距h=1.80m,鋪設竹手板3層。
腳手架與建筑主體結構連接點的布置、其豎向間距為
H1=2h=2×1.80=3.60m,水平距離L1=3L=3×1.50=4.50m,鋼管Φ48×3.5mm,根據(jù)規(guī)范施工荷載QK=3.0KN/m2
驗算依據(jù),《建筑安全技術手冊》及其附表、公式
1)小橫桿驗算:小橫桿受力按簡支梁計算。
強度驗算
a、首先計算小橫桿上所受彎矩
M=1.2MGX+1.4ΣMQK=1.2(GK·C+gk).C2/8+1.4KQ·QM· C3
GK——腳手板自重取值0.35KN/m2,欄桿、木腳手板擋板0.14 KN/m
C——小橫桿間距
gk——鋼管單位長度承重結構自重標準值,gk=0.1248KN/m,
KQ——施工活荷載不均勻分布系數(shù),KQ=1.2
QM——施工荷載標準值QK=2KN/m2
b、抗彎強度驗算
δ=M/W≤f
W——截面模量,Φ48×3.5鋼管時W=5.08cm3,
f——鋼材抗彎強度設計值,f=205N/mm2
1、小橫桿跨中最大彎矩
Mnax=1.2MGK+1.4MQK
恒荷彎矩M=(0.35×1.05+0.1248+0.14) ×1.052/8=0.0871KN·m
活荷彎矩M=(1.2×2×1.053)/8=0.3473KN·m
Mnax=1.2×0.0871+1.4×0.3473=0.591KN·m
δ=Mnax/Wn=0.591/5.08×10-6=0.1163×106KN/m2<f (可)
大橫桿恒荷彎矩M=0.1×0.14×1.0×1.52=0.0315KN·m
活荷彎矩M=0.117×3/2×1.0×1.52=0.395KN·m
Mnax=1.2×0.0315+1.4×0.395=0.591KN·m
δ=Mnax/Wn=0.591/5.08×10-6=0.116×106KN·m<f
故大、小橫桿滿足要求。
2、立柱驗算
(1)強度δ=N/A≤f
N為軸心力
A為毛截面面積
腳手架步數(shù)(35-2)÷1.8+1=19.5步
腳手架自重193×1.8×1.4=486.4N/m
可復荷載(100N/m+60N/m)×1.2=192N/m
施工荷載3000×1.0×1.2=3600N/m
操作層(二步同時施工)荷載為:
(486.4+192+3600)×2=8556N/m
非操作層(20-2=18步)荷載為
(192+486)×18=12204N/m
每根立柱的荷載為:
N=(8556+12204)×1.5/2=15570N
δ、N/A=15570/1808=8.6N/mm2<f
立柱荷載滿足設計要求。
撓度驗算:
W=1.165qL2/100EI≤1/150
E——鋼管的彈性模量,取值2.1。
I——鋼管的截面慣性矩,取值12.19cm。
1、小橫桿的驗算:
W=1.165×(0.14+3)×1.02×1.5/100×12.19×2.1
=0.0021<1/150
2、大橫桿的驗算:
W=1.165×(0.14+3)×1.0×1.52/100×12.19×2.1
=0.0032<1/150
撓度滿足要求。
穩(wěn)定性驗算:
因為高層腳手架,考慮風荷載。
立桿的穩(wěn)定性,考慮腳手架局部穩(wěn)定的設計荷載的計算如下:
A=4.89×102mm2
i=15.78mm
L0=Wl=0.945×1800=1701mm
λ=L0/I=1701/15.78=107.8
δ=π2E/λ2=3.14162×2.1×105/107.82=176.71N/mm2
η=0.3(L0/100i)2=0.3×(1701/100×15.78)2=0.39
fy=170N/mm2則允許設計荷載為:
N=A/K2{fy+(1+η)δ/2-[(fy+<1+η>δ/2)2-fyδ]-1/2}
=4.89×102/2×{(170+1.39×176.71)/2}-{[(170+1.39×176.71)/2]2-170×176.71}-1/2=291440N>每根立柱的最大軸力(15570N)
滿足要求。