脚手架的计算

镇江市体育会展中心脚手架的计算镇江市体育会展中心脚手架的计算 脚手架的计算按承载力极限状态考虑 结构安全等级取三级 按概率极限状态法进行设计 具体如下 1 1 荷载计算 荷载计算 1 1 恒载标准值 GK 恒荷载标准值 GK由构架基本结构杆部件的自重 GK1 作业层面材 料的自重 GK2和外立面整体拉结杆及防护材料的自重 GK3组成 即 GK GK1 GK2 GK3 GK Higk1 n1lagk2 Higk3 式中 Hi 立杆计算截面以上的架高 m 取 Hi 14m gk1 以每米架高计的构架基本结构杆部的自重计算基数 取 gk1 0 0989kN m gk2 以每米立杆纵距 la 计的作业层面材料的自重计算基 数 gk2 0 3587kN m gk3 以每米架高计的外立面整体拉结杆和防护材料的自重计 算基数 gk3 0 0614kN m n1 同时存在的作业层设置数 取 n1 3 Gk 14 0 0989 3 1 7 0 3587 14 0 0614 4 07kN 1 2 施工荷载标准值 Qk Qk n1laqk 其中 qk 作业层施工荷载计算基数 取 qk 0 45q0 其中 q0为架子实用施工荷载的标准值 取 q0 1 5 kN m2得 qk 0 675kN m Qk 3 1 7 0 675 3 44kN 1 3 风荷载标准值 Wk Wk la k la Si hla 0 7 s z 0 其中 挡风系数 挡风面积 迎风面积 因本工程为全 封闭结构 取 0 6 s 风荷载体型系数 本工程为全封闭 取 s z 风压高度变化系数 查 建筑结构荷载规范 GBJ9 87 表 6 2 1 得 z 1 36 0 基本风压值 查 GBJ9 87 得 0 0 55kN m2 Wk 1 7 0 6 0 7 0 7 1 36 0 55 0 374kN m 2 2 整体稳定性验算 整体稳定性验算 取底层立杆进行验算 按照概率极限状态设计法 脚手架整体 稳定条件符合下式 0 9 N A Mw W fc a 其中 Mw 风荷载在计算立杆段产生的最大弯矩 取跨度为 h 的三跨梁的最大支座弯矩 如下值 Mw 0 85 1 4qwkh2 10 0 119qwkh2 qwk 风线荷载标准值 按下式计算 qwk la Si hla k 1 7 0 6 0 7 0 7 1 36 0 55 0 374kN m 故 Mw 0 119qwkh2 0 119 0 374 1 82 0 144kN m N 立杆验算处的轴心力设计值 按下式进行计算 N 1 2NGK 0 85 1 4NQK 1 2 4 07 0 85 1 4 3 44 8 98kN W 截面抵抗矩 取 W 5000mm3 轴心受压杆件稳定系数 根据长细比 h i 1 5 1800 15 8 171 得 0 243 A i 48 3 5 钢管截面积 A 489mm2 脚手架长度 计算系数 1 5 钢管的回转半径 i 15 8mm fc 钢材抗压强度设计值 fc 0 205kN mm2 a 材料附加分项系数 a 1 5607 将以上各值代入得 0 9 N A Mw W 0 9 8980 0 243 489 5000 96 8N mm2 因 0 9 N A Mw W fc a 131 4kN m 故脚手架的整体 稳定性满足要求 3 3 单肢杆件的稳定性验算 单肢杆件的稳定性验算 采用欧拉临界力 Ncr对底层杆件进行校核 Ncr 2EI h 2 其中 单肢杆件的计算长度系数 根据 建筑施工手册 第 三版表 5 27 查得 1 51 E 钢管的弹性模量 E 206kN mm2 I 钢管的惯性矩 I 12 19 104mm4 Ncr 2 206 1 51 1800 2 33 5kN 因 N 1 2NGK 0 85 1 4NQK 8 98kN Ncr 故单肢立杆不会失稳 4 4 大横杆的验算 大横杆的验算 4 1 强度验算 大横杆的受力图可简化为三跨连续梁受均布荷载作用 其弯曲应 力为 M W 1 1 MGK 1 15MQK W 式中 MGK 恒荷载产生的最大弯矩值 在此为脚手板产生的最大弯 矩值 MGK 0 08 gk2la2 取第 3 1 1 条中的 gk2值进行计算 则 MGK 0 08 0 17002 82 93 kN mm MQK 施工荷载产生的最大弯矩 MQK 0 08 qk l2 取 qk 0 675kN m 则 MQK 0 08 0 17002 156 06kN mm 1 1 82 93 1 15 156 06 5000 0 058kN mm2 因 f m 0 205 1 1705 0 175kN mm2 故大横杆的正应力强 度满足要求 大横杆的剪应力强度肯定能满足要求 不作验算 4 2 挠度验算 大横杆的施工荷载产生的挠度 QK不得大于 l 400 即 QK l 400 QK 0 667qk la4 100E I 0 667 0 17004 100 206 1 49mm 1800 400 4 5mm 故大横杆的挠度能满足要求 5 5 扣件抗滑移承载力验算 扣件抗滑移承载力验算 在此只验算立杆与大横杆之间的直角扣件 扣件所承受的力 N 满足 N 1 2NGK 0 85 1 4NQK 1 2 gk2 h gk3 h la 0 85 1 4qk la 1 2 0 3587 1 8 0 0614 1 8 1 8 0 85 1 4 0 9 1 8 2 94kN 因 N Rc 8 5kN 故扣件抗滑移能力满足要求 6 6 底部支撑体系稳定性计算 底部支撑体系稳定性计算 底部支撑体系如图 3 7 1 均采用 48 钢管及扣件搭设而成 由图 3 7 1 容易看出 此体系最容易失稳的杆件是外斜杆 其受力 简图如图 3 7 2 由于图 3 7 2 所示的受力图为三次超静定结构 计算复杂 为方便计算 对其进行简化 考虑到主要验算外斜杆的 稳定性 简化时以外斜杆的受力为重点 作如下两点对外斜杆有利 的简化处理 A 内斜杆对分担了一部分外斜杆的受力 在计算时不考虑内斜 杆的对外斜杆的作用 B 悬挑横杆分担也了一部分外斜杆的竖向受力 在计算时亦忽 略这一作用 经上述简化后支撑体系的受力图如图 2 由静力学理论可知 图 2 中的外斜杆为一 二力杆 其压力值为 F 0 8 1 a a b P sin 其中 0 8 为考虑上述简化的影响 从附图中可知 a 415mm b 950mm sin 2800 3200 0 875 故 ab PPPP 图3 7 1 支撑体系实际受力图图3 7 2 支撑体系简化受力图 F 0 8 1 325 325 95