5.荷载的计算:
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m):
q1 =0.000+0.300×0.300=0.090kN/m
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m):
q21 = 5.000×0.300=1.500kN/m
(3)施工荷载标准值(kN/m):
q22 = 1.000×0.300=0.300kN/m
经计算得到,活荷载标准值 q2 = 0.300+1.500=1.800kN/m
6.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
最大弯矩计算公式如下:
最大支座力计算公式如下:
静荷载 q1 = 1.20×0.090=0.108kN/m
活荷载 q2 = 1.4×0.300+1.4×1.500=2.520kN/m
最大弯矩 Mmax=(0.10×0.108+0.117×2.520)×1.2502=0.478kN.m
最大支座力 N = (1.1×0.108+1.2×2.52)×1.25=3.929kN
抗弯计算强度 f=0.478×106/5080.0=94.01N/mm2
纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求
7.挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载 q1 = 0.090kN/m
活荷载 q2 = 0.300+1.500=1.800kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.090+0.990×1.800)×1250.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.348mm
纵向钢管的最大挠度小于1250.0/150与10mm,满足要求!
8、横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=3.93kN
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.851kN.m
最大变形 vmax=1.341mm
最大支座力 Qmax=11.376kN
抗弯计算强度 f=0.851×106/5080.0=167.47N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!
9、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算:
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=11.38kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,横向支撑钢管与立杆的连接必须采用双扣件!
10、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
(1).静荷载标准值包括以下内容:
1脚手架钢管的自重(kN):
NG1 = 0.129×21.000=2.711kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
2栏杆的自重(kN):
NG2 = 0.150×0.800=0.120kN
3脚手板自重(kN):
NG3 = 0.300×1.250×0.800=0.300kN
4堆放荷载(kN):
NG4 = 5.000×1.250×0.800=5.000kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 8.131kN。
(2).活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值 NQ = 1.000×1.250*0.800=1.000kN
(3).不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.20NG + 1.4NQ
11、立杆的稳定性计算
1、 立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N = 11.16kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到;
i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm);i = 1.58
A —— 立杆净截面面积 (cm2); A = 4.89
W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3);W = 5.08
—— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2);
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm2;
l0 —— 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式(1)或(2)计算
l0 = k1uh (1)
l0 = (h+2a) (2)
k1 —— 计算长度附加系数,按照表1取值为1.167;
u —— 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u = 1.700
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.50m;
公式(1)的计算结果:l0=1.167×1.700×1.50=2.976m =2976/15.8=188.345 =0.203
=11157/(0.203×489)=112.336N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
公式(2)的计算结果:l0=1.500+2×0.500=2.500m =2500/15.8=158.228 =0.280
=11157/(0.280×489)=81.359N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 —— 计算长度附加系数,按照表2取值为1.053;
公式(3)的计算结果:l0=1.167×1.053×(1.500+2×0.500)=3.072m =3072/15.8=194.438 =0.191
=11157/(0.191×489)=119.181N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
12 满堂脚手架的槽钢基础的安全性能计算:
满堂脚手架立杆基础采用20号槽钢搁置在钢筋混凝土楼面上,每隔五个结构层设置20号槽钢作为立杆基础。
槽钢横梁的
槽钢横梁的强度验算:
槽钢横梁的跨中最大弯矩Mmax=M1+M2
M1=1/8*g*2.6*2.6
g=0.257KN/m 20号槽钢横梁的自重
N= 11.16KN 立杆根部传来的荷载
M1=1/8*0.257*2.6*2.6=0.217KN.m
M2=N*a*b的叠加值
M2-1=N*0.1*2.5=11.16*0.1*2.5=2.79KN.m
M2-2=N*0.9*1.7=11.16*0.9*1.7=17.07KN.m
M2-3=M2-2
M2-4=M2-1
Mmax=M1+M2=0.217+17.07=17.287KN.m
最大应力 σ =M/1.05*W
σ=17287000 /( 1.05 ×178000 )= 92.49 N/mm2
槽钢横梁的最大应力计算值 92.49 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!
槽钢横梁的刚度验算:
Vmax=(5*42+2)*11.16*26003/384*4*E*1780.4*104
=(256+2)*1.96*1011/385*4*2.1*105*1780.4*104
=5.06*1013/575.78*1013
=0.008mm
规范规定最大挠度值不得超过L/400=2600/400=6.5mm。且不得超过10mm。