扣件式钢管脚手架外架荷载计算与设计指标

扣件式钢管脚手架外架荷载计算与设计指标扣件式钢管脚手架外架荷载计算与设计指标 一 荷载与荷载效应组合一 荷载与荷载效应组合 1 永久荷载 作用于脚手架的恒载分为脚手架结构自重和构 配件自重 1 脚手架结构自重包括立杆 纵向水平杆 横向水平杆 剪刀撑 横向斜撑和扣件等 的自重 参照国家规范的要求 一个柱距范围内每米高的单 双排脚手架的结构自重按下 列公式计算 a 单排架的立柱 纵向 横向水平杆及扣件重 S G 1 1 hghlgghlGS 2 2 2 21 b 双排架的立柱 纵向 横向水平杆及扣件重 D G 1 2 hghlgghlGD 5 6 2 2 2 2 2 21 c 剪刀撑的杆件及扣件重 B G 1 3 6cos5 6 2cos 2 32bbbbB LHlggHgHG 式中 脚手架的柱距 纵距 lm 脚手架的步距 hm 钢管单位长度自重 gmkN 1 个直角扣件自重 1 gkN 1 个对接扣件自重 2 gkN 1 个旋转扣件自重 3 gkN 剪刀撑的竖向尺寸 b Hm 剪刀撑的横向尺寸 b Lm 剪刀撑斜杆的倾角 表 1 1 钢管及扣件自重 钢管 mkN 扣件 个 kN 48 3 5 51 3 0 直角扣件对接扣件旋转扣件 0 03840 03550 01350 01850 0145 考虑到计算的方便性 对于双排脚手架的自重可以参照规范附录表 A 根据步距 纵 距计算扣件式钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值 而不必再分别计算每个构件的 自重再进行叠加 2 构配件自重包括脚手板 栏杆 挡脚板 安全网等防护设施的自重 表 1 2 脚手板自重标准值 类别 标准值 2 mkN 冲压钢脚手板 竹串片脚手板 木脚手板 0 3 0 35 0 35 表 1 3 栏杆 挡脚板自重标准值 类别标准值 mkN 栏杆 冲压钢脚手板 栏杆 竹串片脚手板 栏杆 木脚手板 0 11 0 14 0 14 脚手架上吊挂的安全设施 安全网 苇席 竹笆及帆布等 的荷载应按实际情况采 用 2 可变荷载 可变荷载可分为施工荷载和风荷载 1 施工荷载包括作业层上的人员 器具和材料的自重 表 1 4 施工均布活荷载标准值 类别 标准值 2 mkN 装修脚手架 结构脚手架 2 3 2 风荷载 在水平风荷载作用下 双排脚手架的力传递过程是 外排立杆受风压作用后 通过水 平横杆 将力传递至内排的立杆和纵向水平杆 再通过连墙件传到建筑物上 荷载效应为 弯矩 最终支点为连墙件 要想准确计算出作用于脚手架的风荷载效应 几乎是不可能的 即使要很近似地计算出作用于脚手架的风荷载效应 也必须通过大型风洞实验研究 并经 过复杂的弹性理论分析 因此 规范只给出了半经验的风荷载计算方法 作用于脚手架上的水平风荷载标准值按下式计算 1 4 0 7 0ww ZSk 式中 基本风压 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 附录表D 4 0 w 2 mkN 的规定采用 风荷载高度变化系数 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 附录表 Z 7 2 1的规定采用 风荷载体型系数 S 表 1 5 脚手架风荷载体型系数 S 背靠建筑物的状况 全封闭墙敞开 框架和开洞墙 全封闭 半封闭 1 0 1 3 脚手架状况 敞开 stw 其中为挡风系数 为挡风面积 为迎风面积 wn AA 2 1 n A w A 对于敞开式脚手架可视为桁架 值按下列公式计算 stw 单排脚手架 2 1 stw 双排脚手架 1 2 1 stw 式中 系数 挡风系数 可以参考以下计算 sin2 15 1 bbb LHHhllh 式中 钢管直径 m 密目式安全网全封闭脚手架的挡风系数应该由密目安全网挡风系数和敞开式脚手架的 挡风系数两部分组成 建筑施工安全检查标准 JGJ59 99 条文说明指出 立网应该使 用密目式安全网 其标准为每的面积上 有 2000 以上的网目 即每cmcm 1010 密目式安全网的网目目数目 2 100cm2000 n 密目安全网挡风系数为 按照计算 其中为每目孔隙 100 100 2 1 0 1 nA 2 100cm 0 A 的面积 敞开式脚手架的挡风系数为 其中为一步一纵距内钢管的总挡风面 hl A a n2 2 2 1 2n A 积 密目式安全网全封闭脚手架的挡风系数为 此计算中2 1 2 1 2121 hl A a n 挡风面积考虑扣除密目式安全网在一步一纵距内与脚手架钢管重叠的面积 图 1 3 脚手架的挡风系数取值参考表 3 荷载效应组合 表 1 6 荷载效应组合表 计算项目荷载效应组合 纵向 横向水平杆强度与变形 扣 件抗滑移 永久荷载 施工均布活荷载 敞开式永久荷载 施工均布活荷载脚手架立 杆稳定全封闭 半封闭式永久荷载 0 85 施工均布活荷载 风荷载 连墙件承载力单排架 风荷载 3 0kN 双排架 风荷载 5 0 kN 二 材料基本设计参数二 材料基本设计参数 表 1 7 钢管截面特性表 外 径 mm 壁厚 mmt 截面积 2 cmA 惯性矩 4 cmI 截面模量 3 cmW 回转半径 cmi 每米长质量 mkg 48 51 3 5 3 0 4 89 4 52 12 19 13 08 5 08 5 13 1 58 1 70 3 84 3 55 表 1 8 钢材的强度设计值与弹性模量 2 mmN Q235 钢抗拉 抗压和抗弯强度设计值 f 205 弹性模量E2 06 105 表 1 9 扣件 底座的承载力设计值 kN 项目承载力设计值 对接扣件 抗滑 3 20 直角扣件 旋转扣件 抗滑 8 00 底座 抗压 40 00 表 1 10 每长角焊缝承载力设计值mm10 kN 焊角尺寸 mm 3456810 Q235 钢 E43 型焊条 2 53 54 55 07 08 5 表 1 11 一个 C 级 普通粗制 螺栓的承载力设计值 kN 承压 承压板厚度 mm 螺栓直径 mm 抗拉抗剪 4568 12 14 16 18 20 10 5 14 0 19 0 23 5 30 0 10 5 14 5 18 5 24 0 29 5 10 5 12 0 14 0 16 0 17 0 13 0 15 5 17 5 20 0 22 0 16 0 21 5 22 0 23 5 26 0 21 0 24 5 28 0 31 5