腳手架的計算

1、鎮(zhèn)江市體育會展中心腳手架的計算腳手架的計算按承載力極限狀態(tài)考慮，結(jié)構(gòu)安全等級取三級，按概率極限狀態(tài)法進行設(shè)計，具體如下。 1、荷載計算 1.1、恒載標(biāo)準(zhǔn)值GK 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值GK由構(gòu)架基本結(jié)構(gòu)桿部件的自重GK1,作業(yè)層面材料的自重GK2和外立面整體拉結(jié)桿及防護材料的自重GK3組成,即：GK=GK1+GK2+GK3GK=Higk1+n1lagk2+Higk3式中：Hi立桿計算截面以上的架高（m），取Hi=14m； gk1以每米架高計的構(gòu)架基本結(jié)構(gòu)桿部的自重計算基數(shù)，取gk1=0.0989kN/m； gk2以每米立桿縱距（la）計的作業(yè)層面材料的自重計算基數(shù)gk2=0.3587kN/m； gk3以每

2、米架高計的外立面整體拉結(jié)桿和防護材料的自重計算基數(shù)gk3=0.0614kN/m； n1同時存在的作業(yè)層設(shè)置數(shù),取n1=3。Gk=140.0989+31.70.3587+140.0614 =4.07kN 1.2、 施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值QkQk=n1laqk其中：qk作業(yè)層施工荷載計算基數(shù)，取qk0.45q0，其中q0為架子實用施工荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，取q01.5 kN/m2得qk=0.675kN/m。Qk=31.70.675=3.44kN 1.3、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值WkWk=lak=laSi/(hla)0.7sz0其中：擋風(fēng)系數(shù)，=擋風(fēng)面積/迎風(fēng)面積，因本工程為全封閉結(jié)構(gòu)，取=0.6； s風(fēng)荷載體型系數(shù)，本工程為

3、全封閉，取s=； z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GBJ9-87）表6.2.1得z=1.36； 0基本風(fēng)壓值，查GBJ9-87得0=0.55kN/m2； Wk=1.70.60.70.71.360.55=0.374kN/m 2、整體穩(wěn)定性驗算 取底層立桿進行驗算，按照概率極限狀態(tài)設(shè)計法，腳手架整體穩(wěn)定條件符合下式：0.9N/(A)+Mw/Wfc/a 其中：Mw風(fēng)荷載在計算立桿段產(chǎn)生的最大彎矩，取跨度為h的三跨梁的最大支座彎矩，如下值：Mw=0.851.4qwkh2/10=0.119qwkh2 qwk風(fēng)線荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按下式計算 qwk=laSi/(hla)k =1.70.60.70.71

4、.360.55 =0.374kN/m 故Mw=0.119qwkh2=0.1190.3741.82=0.144kNmN立桿驗算處的軸心力設(shè)計值，按下式進行計算： N=1.2NGK+0.851.4NQK =1.24.07+0.851.43.44 =8.98kNW截面抵抗矩，取W=5000mm3；軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細比：=h/i =1.51800/15.8=171 得:=0.243； A、i483.5鋼管截面積A=489mm2，腳手架長度計算系數(shù)1.5，鋼管的回轉(zhuǎn)半徑i=15.8mm。 fc鋼材抗壓強度設(shè)計值，fc=0.205kN/mm2 a材料附加分項系數(shù)，a=1.5607將以上各值代入

5、得:0.9N/(A)+Mw/W =0.98980/(0.243489)+144000/5000=96.8N/mm2 因0.9N/(A)+Mw/Wfc/a=131.4kN/m，故腳手架的整體穩(wěn)定性滿足要求。 3、單肢桿件的穩(wěn)定性驗算 采用歐拉臨界力Ncr對底層桿件進行校核:Ncr=2EI/(h)2其中: 單肢桿件的計算長度系數(shù)，根據(jù)建筑施工手冊第三版表5-27查得，=1.51； E鋼管的彈性模量，E=206kN/mm2； I鋼管的慣性矩，I=12.19104mm4；Ncr=2206121900/(1.511800)2=33.5kN。 因N=1.2NGK+0.851.4NQK=8.98kNNcr,

6、故單肢立桿不會失穩(wěn)。 4、大橫桿的驗算 4.1、 強度驗算 大橫桿的受力圖可簡化為三跨連續(xù)梁受均布荷載作用,其彎曲應(yīng)力為:=M/W=1.1(MGK+1.15MQK)/W式中:MGK恒荷載產(chǎn)生的最大彎矩值，在此為腳手板產(chǎn)生的最大彎矩值，MGK=0.08gk2la2，取第3.1.1條中的gk2值進行計算，則MGK=0.080.000358717002=82.93 kNmm MQK施工荷載產(chǎn)生的最大彎矩，MQK=0.08qkl2，取qk=0.675kN/m，則MQK=0.080.00067517002=156.06kNmm；=1.1(82.93+1.15156.06)/5000=0.058kN/mm

7、2 因f/m=0.205/1.1705=0.175kN/mm2，故大橫桿的正應(yīng)力強度滿足要求。 大橫桿的剪應(yīng)力強度肯定能滿足要求，不作驗算。 4.2、 撓度驗算 大橫桿的施工荷載產(chǎn)生的撓度QK不得大于l/400，即QKl/400 QK=0.667qkla4/(100EI) =0.6670.00067517004/(100206121900) =1.49mm1800/400=4.5mm 故大橫桿的撓度能滿足要求。 5、扣件抗滑移承載力驗算 在此只驗算立桿與大橫桿之間的直角扣件，扣件所承受的力N滿足： N=1.2NGK+0.851.4NQK =1.2(gk2h+gk3hla)+ 0.851.4qk

8、la =1.2(0.35871.8+0.06141.81.8)+0.851.40.91.8 =2.94kN 因NRc=8.5kN，故扣件抗滑移能力滿足要求。 6、底部支撐體系穩(wěn)定性計算底部支撐體系如圖3-7-1，均采用48鋼管及扣件搭設(shè)而成。由圖3-7-1容易看出，此體系最容易失穩(wěn)的桿件是外斜桿，其受力簡圖如圖3-7-2。由于圖3-7-2所示的受力圖為三次超靜定結(jié)構(gòu)，計算復(fù)雜，為方便計算，對其進行簡化?？紤]到主要驗算外斜桿的穩(wěn)定性，簡化時以外斜桿的受力為重點，作如下兩點對外斜桿有利的簡化處理：A）內(nèi)斜桿對分擔(dān)了一部分外斜桿的受力，在計算時不考慮內(nèi)斜桿的對外斜桿的作用。B）懸挑橫桿分擔(dān)也了一部分外斜桿的豎向受力，在計算時亦忽略這一作用。經(jīng)上述簡化后支撐體系的受力圖如圖2，由靜力學(xué)理論可知，圖2中的外斜桿為一“二力桿”，其壓力值為F0.81+a/(a+b)P/sin，其中0.8為考慮上述簡化的影響。從附圖中可知a=415mm，b=950mm，sin=2800/3200=0.875，故 F=0.81+325/(325+950)8.98/0.875