扣件式钢管脚手架的计算项目、要求和不需进行计算的情况(条件)见表9.2。此外,在确定计算项目时尚应注意:有挑支构造者,需验算挑支结构;连墙、支撑和悬挑等构造中的专用加工件,按照钢结构规范的有关规定进行计算。
表9.2 扣件式钢管脚手架的计算项目、要求和不需进行计算的情况
2)扣件式钢管脚手架设计计算步骤
①根据施工要求,参考表9.1初选构架设计参数,确定脚手架的计算参数。
②计算荷载:a.计算恒载标准值Gk;b.计算施工作业层荷载标准值Qk;c.计算风荷载标准值ωk;d.计算横向平杆、纵向平杆、脚手板、连墙件、立杆地基等项的验算荷载,按相应验算要求分别确定。
③脚手架整体稳定性验算:a.确定材料强度附加分项系数;b.计算轴心力设计值N;c.计算风荷载弯矩;d.确定稳定系数φ:先计算长细比λ,然后查表得到φ;e.验算脚手架的整体稳定。
④验算其他需要验算的项目。
⑤验算不合格时,应适当调整构架设计参数,重新验算直至达到要求。
3)荷载及荷载组合
扣件式钢管脚手架的荷载计算包括恒载(永久荷载)和活荷载(可变荷载)。恒载包括:脚手架结构自重,含立杆、大小横杆、剪刀撑、横向斜杆和扣件等自重;构、配件自重,含脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施自重。活荷载包括:施工荷载,含作业层上的人员、器具和材料自重;风荷载。
①恒载取值,应符合规范规定的各杆件、构(配)件自重表取值,一般按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)的附录确定。例如,木、竹脚手板自重标准值取0.35 kN/m2。
②活荷载取值。对于施工均布活荷载标准值,当为结构脚手架时取35 kN/m2,当为装修脚手架时取2 kN/m2。若施工中脚手架的实际施工荷载超过以上规定,按可能出现的最大值计算。
③风荷载标准值取值。作用于脚手架上的水平风荷载标准值应按下式计算:
式中 μs——风荷载体型系数,按表9.3采用;
μz——风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)的规定值采用;
ω0——基本风压,kN/m2,按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)的规定值采用;
0.7——按5年重现期计算的基本风压折减系数。
表9.3 脚手架风荷载体型系数μs
注:①μstw为按桁架确定的脚手架构造结构的风荷载体型系数,可参照《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中相关规定计算;
②φ为按脚手架封闭情况确定的挡风系数,φ=挡风面积As/迎风面积Aw;
③各种封闭情况包括全封闭、半封闭和局部封闭。
在计算脚手架构件的强度、稳定性与连接强度时,应根据其使用过程中可能出现的荷载,取其最不利的组合进行计算。永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.4,荷载效应组合应按表9.4采用。
表9.4 脚手架的荷载效应组合
钢材的强度设计计算与弹性模量应按表9.5采用。
表9.5 钢材的强度设计计算与弹性模量 单位:N/mm2
扣件、底座的承载力设计值应按表9.6采用。
表9.6 扣件、底座的承载力设计值 单位:kN
注:扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40 N·m,且不应大于65 N·m。
受弯构件的挠度值不应超过表9.7中规定的容许值。
表9.7 受弯构件的容许挠度
注:l——受弯构件的跨度。
受压、受拉构件的长细比不应超过表9.8中规定的容许值。
表9.8 受压、受拉构件的容许长细比
注:①计算λ时,立杆的计算长度按式(9.10)计算,但k值取1.00;
②本表中其他杆件的计算长度l0按l0=μl=1.27l计算。
4)纵、横向水平杆计算
①纵、横向水平杆的抗弯强度应按下式计算:
式中 M——弯矩设计值,按式(9.3)计算;
W——截面模量,应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2011)附录B表B取值;
f——钢材的抗弯强度设计值,应按表9.5采用。
②纵、横向水平杆弯矩设计值,应按下式计算:
式中 MGk——脚手板自重标准值产生的弯矩;
MQk——施工荷载标准值产生的弯矩。
③纵、横向水平杆的挠度符合下式的规定:
式中 υ——挠度;
[υ]——容许挠度,应按表9.7取值。
④计算纵、横向水平杆的内力与挠度时,纵向水平杆宜按三跨连续梁计算,计算跨度取纵距la;横向水平杆宜按简支梁计算,计算跨度l0可按图9.2采用;双排脚手架的横向水平杆的构造外伸长度a≤500 mm时,其计算外伸长度a1可取300 mm。
图9.2 横向水平杆计算跨度
1—横向水平杆;2—纵向水平杆;3—立杆
⑤纵、横向水平杆与立杆连接的扣件抗滑承载力计算应符合式(9.5)的规定。
式中 R——纵、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
Rc——扣件抗滑承载力设计值,按表9.6取值。(www.xing528.com)
5)立杆计算
①立杆的稳定性计算应符合下列公式:
不组合风荷载时
组合风荷载时
式中 φ——轴心受压构件的稳定系数;
A——立杆的截面面积,应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2011)附录B表B取值;
Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,可按式(9.11)计算;
f——钢材的抗压强度设计值,应按表9.5采用;
N——计算立杆段的轴力设计值,应按式(9.8)、式(9.9)计算:
不组合风荷载时
组合风荷载时
式中 NG1k——脚手架结构自重产生的轴向力标准值;
NG2k——构配件自重产生的轴向力标准值;
∑NQk——施工荷载产生的轴向力标准值总和,内、外立杆按一纵距(跨)内施工荷载总和的1/2取值。
轴心受压构件的稳定系数φ,应根据长细比λ由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2011)附录C表C取值。当λ>250时:
式中 λ——长细比,按下式计算:
式中 l0——立杆计算长度,应按式(9.10)规定计算;
i——截面回转半径,应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2011)附录B表B取值;
②立杆计算长度l0应按式(9.10)计算:
式中 k——计算长度附加系数,其值取1.155;
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,应按表9.9采用;
h——立杆步距。
表9.9 脚手架立杆的计算长度系数μ
③由风荷载设计值产生的立杆弯矩Mw,可按式(9.11)计算:
式中 Mwk——风荷载标准值产生的弯矩;
la——立杆纵距。
ωk——风荷载标准值,应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2011)中(4.2.3)式计算。
④立杆稳定性计算部位的确定。
a.当脚手架搭设尺寸采用相同的步距、立杆纵距、立杆横距和连墙件间距时,应计算底层立杆段;
b.当脚手架搭设尺寸中的步距、立杆纵距,立杆横距和连墙件间距有变化时,除计算底层立杆段外,还必须对出现最大步距或最大立杆纵距、立杆横距、连墙件间距等部位的立杆段进行验算;
c.双管立杆变截面处主立杆上部单根立杆的稳定性,应按式(9.6)或式(9.7)进行计算。
⑤脚手架的搭设高度计算及调整应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2011)中的相关规定。
6)连墙件计算
①连墙件的强度、稳定性和连接强度应符合相应规范规定。
a.连墙件的轴力设计值应按式(9.12)计算:
式中 Nl——连墙件轴力设计值,kN;
Nlw——风荷载产生的连墙件轴力设计值,应按规定计算;
N0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴力,单排架取3,双排架取5。
b.扣件连墙件的连接扣件值应按式(9.5)的规定验算抗滑承载力。
c.螺栓、焊接连墙件与预埋件的设计承载力应大于扣件抗滑承载力设计值Rc。
②风荷载产生的连墙件轴力设计值应按式(9.13)计算:
式中 Aω——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积。
7)立杆地基承载力计算
①立杆基础底面的平均压力应满足式(9.14)的要求:
式中 p——立杆基础底面的平均压力,p=N/A,其中N为上部结构传至基础顶面的轴力设计值,A为基础底面面积;
fg——地基承载力设计值,应按式(9.15)计算。
②地基承载力设计值按下式计算:
式中 kc——脚手架地基承载力调整系数,对碎石土、砂土、回填土取0.4,对黏土取0.5,对岩石、混凝土取1.0;
fgk——地基承载力标准值,应符合现行《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)附录五的规定。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。