6.11.1 縱向、橫向水平桿，縱向、橫向掃地桿（擱柵桿）
6.11.2 拉撐桿
6.11.3 腳手板（笆）
7? 設(shè)計(jì)計(jì)算
??? 一、參數(shù)信息:
??????? 1.腳手架參數(shù)
??????? 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.6米，立桿的橫距為1.8米，立桿的步距為1.60 米；
??????? 計(jì)算的腳手架搭設(shè)高度為 H≤24m/段 米，立桿采用單立管；
??????? 內(nèi)排架距離墻長度為0.35米；
??????? 大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2；
??????? 采用的鋼管類型為 Φ48×3.2；
??????? 橫桿與立桿連接方式為單扣件；扣件抗滑承載力系數(shù)為 0.80；
??????? 連墻件采用每層四角頂撐；
??????? 2.活荷載參數(shù)
??????? 施工荷載均布參數(shù)(kN/m2):3.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；
??????? 同時(shí)施工層數(shù):2；
??????? 3.靜荷載參數(shù)
??????? 每米立桿數(shù)承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)(kN/m2):0.1248；
??????? 腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.150；
??????? 安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):9；
??????? 腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:欄桿竹笆片；
??????? 4.水平懸挑支撐梁
??????? 懸挑水平鋼梁采用[16號工字鋼] 。
??? 二、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。
??????? 1.均布荷載值計(jì)算
??????? 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.035 kN/m ；
??????? 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.300×0.800/(2+1)=0.080 kN/m ；
??????? 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=3.000×0.800/(2+1)=0.800 kN/m；
??????? 靜荷載的計(jì)算值: q1=1.2×0.035+1.2×0.080=0.138 kN/m；
??????? 活荷載的計(jì)算值: q2=1.4×0.800=1.120 kN/m；
????????????? 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)
??????????????? 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)
??????? 2.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
??????? 跨中最大彎距計(jì)算公式如下:
??????? 跨中最大彎距為M1max=0.08×0.138×1.5002+0.10×1.120×1.5002 =0.277 kN.m；
??????? 支座最大彎距計(jì)算公式如下:
??????? 支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.138×1.5002-0.117×1.120×1.5002 =-0.326 kN.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=Max(0.277×106,0.326×106)/4730.0=68.922 N/mm2；
??????? 大橫桿的抗彎強(qiáng)度:σ= 68.922 N/mm2 小于 [f]=205.0 N/mm2。滿足要求！
??????? 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= P1+P2=0.035+0.080=0.115 kN/m；
??????? 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =0.800 kN/m；
??????? 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度
??????? V= 0.677×0.115×1500.04/(100×2.06×105×113600.0)+0.990×0.800???????
?????????? ×1500.04/(100×2.06×105×113600.0) = 1.882 mm；
??????? 腳手板,縱向、受彎構(gòu)件的容許撓度為 l/150與10 mm 請參考規(guī)范表5.1.8。
??????? 大橫桿的最大撓度小于 1500.0/150 mm 或者 10 mm,滿足要求!
??? 三、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= 0.035×1.500 = 0.053 kN；
??????? 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.300×0.800×1.500/(2+1)=0.120 kN；
????????????? 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=3.000×0.800×1.500/(2+1) =1.200 kN；
????????????? 荷載的計(jì)算值: P=1.2×(0.053+0.120)+1.4 ×1.200 = 1.888 kN；
????????????????????????????? 小橫桿計(jì)算簡圖
??????? 2.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:
??????? Mqmax = 1.2×0.035×0.8002/8 = 0.003 kN.m；
??????? 集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:
??????? Mpmax = 1.888×0.800/3 = 0.503 kN.m ；
??????? 最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.507 kN.m；
??????? σ = M / W = 0.507×106/4730.000=107.144 N/mm2 ；
??????? 小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于 205.000 N/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
??????? 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計(jì)算公式如下:
??????? Vqmax=5×0.035×800.04/(384×2.060×105×113600.000) = 0.008 mm ；
??????? P2 = p1 + p2 + Q = 0.053+0.120+1.200 = 1.373 kN；
??????? 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下:
??????? Vpmax = 1373.100×800.0×(3×800.02-4×800.02/9 ) /(72×2.060×105
??????? ×113600.0) = 1.066 mm；
??????? 最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.008+1.066 = 1.074 mm；
??????? 小橫桿的最大撓度小于 (800.000/150)=5.333 與 10 mm,滿足要求!；
??? 四、扣件抗滑力的計(jì)算:
??????? 按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，
??????? 該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為6.40kN。
??????? 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,取6.40 kN；
????????????? 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 = 0.035×0.800=0.028 kN；
??????? 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值: P2 = 0.300×0.800×1.500/2=0.180 kN；
??????? 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 3.000×0.800×1.500 /2 = 1.800 kN；
??????? 荷載的計(jì)算值: R=1.2×(0.028+0.180)+1.4×1.800=2.770 kN；
??????? R < 6.40 kN , 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!?
??? 五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算:
??????? 不組合風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為：
??????? 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N =11.786 kN；
??????? 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.59 cm；
??????? 計(jì)算長度附加系數(shù) ：K = 1.155 ；
??????? 計(jì)算長度系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得 ：U = 1.500
??????? 計(jì)算長度 ,由公式 lo = kuh 確定 ：lo = 3.119 m；
??????????????? Lo/i = 196.000 ；
??????? 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：φ= 0.188 ；
??????? 立桿凈截面面積 ： A = 4.50 cm2；
??????? 立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.73 cm3；
??????? 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：[f] =205.000 N/mm2；
??????? σ = 11786.000/(0.188×450.000)=139.311 N/mm2；
??????? 立桿穩(wěn)定性計(jì)算 σ = 139.311 小于 [f] = 205.000 N/mm2 滿足要求！
??????? 考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式
??????? 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N =11.030 kN；
??????? 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.59 cm；
??????? 計(jì)算長度附加系數(shù) ： K = 1.155 ；
??????? 計(jì)算長度系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得 ：U = 1.500
??????? 計(jì)算長度 ,由公式 lo = kuh 確定：lo = 3.119 m；
??????????????? Lo/i = 196.000 ；
??????? 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：φ= 0.188
??????? 立桿凈截面面積 ： A = 4.50 cm2；
??????? 立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.73 cm3；
??????? 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：[f] =205.000 N/mm2；
??????? σ = 11029.680/(0.188×450.000)+323870.400/4730.000 = 198.846 N/mm2；
??????? 立桿穩(wěn)定性計(jì)算 σ = 198.846 小于 [f] = 205.000 N/mm2 滿足要求！
??? 六、懸挑梁的受力計(jì)算:
??????? 懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)算。
??????? 水平支撐梁的截面慣性矩I = 1130.00 cm4，截面抵抗矩W = 141.00 cm3，截面積A = 26.10 cm2。
??????? 受腳手架集中荷載 N=1.2×5.621 +1.4×3.600 = 11.786 kN；
??????? 水平鋼梁自重荷載 q=1.2×26.100×0.0001×78.500 = 0.246 kN/m；
??????? 各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為
??????? R[1] = 17.307 kN；
??????? R[2] = 7.085 kN；
??????? R[3] = -0.083 kN。
??????? 最大彎矩 Mmax= 1.773 kN.m；
??????? 截面應(yīng)力? σ =M/1.05W+N/A= 1.773×106 /( 1.05 ×141000.0 )+
?????????????????? 0.000×103 / 2610.0 = 11.974 N/mm2；
??????? 水平支撐梁的計(jì)算強(qiáng)度 σ =11.974 小于 215.000 N/mm2,滿足要求！
??? 七、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算:
??????? 水平鋼梁采用[16號工字鋼,計(jì)算公式如下
??????? 其中φb -- 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計(jì)算：
??????? 經(jīng)過計(jì)算得到強(qiáng)度 φb = 570 ×9.9×88.0× 235? /( 1000.0×160.0×235.0) = 3.10
??????? 由于φb大于0.6，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值為0.979。
??????? 經(jīng)過計(jì)算得到強(qiáng)度 σ = 1.773×106 /( 0.979×141000.00 )= 12.841 N/mm2；
??????? 水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 σ = 12.841 小于 [f] = 215.000 N/mm2 ,滿足要求!
附圖：
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