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荷载的计算值P=1.2×0.046+1.2×0.063+1.4×1.260=1.895kN

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

19-屋面工程专项施工方案编制指南.docx集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=(1.2×0.038)×1.0502/8+1.895×1.050/3=0.670kN.m

=0.670×106/5080.0=131.804N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm

集中荷载标准值P=0.046+0.063+1.260=1.369kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V=V1+V2=2.264mm

小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!

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(规范5.2.5):

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；

横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.200/2=0.095kN

活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.200/2=1.890kN

荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.095+1.4×1.890=2.808kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1489

NG1=0.149×63.000=9.381kN

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15

NG2=0.150×4×1.200×(1.050+0.500)/2=0.558kN

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3=0.150×1.200×4/2=0.360kN

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

NG4=0.005×1.200×63.000=0.378kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=10.677kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

经计算得到，活荷载标准值NQ=3.000×2×1.200×1.050/2=3.780kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

Us——风荷载体型系数：Us=0.600

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.450×1.250×0.600=0.236kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×1.4NQ

经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×10.677+0.85×1.4×3.780=17.310kN

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ

经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×10.677+1.4×3.780=18.104kN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.85×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值(kN/m2)；

la——立杆的纵距(m)；

h——立杆的步距(m)。

经过计算得到风荷载产生的弯矩Mw=0.85×1.4×0.236×1.200×1.200×1.200/10=0.049kN.m

1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=18.104kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　k——计算长度附加系数，取1.155；

　　u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；

　　l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.200=2.079m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.890cm2；

　　W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3；

——由长细比，为2079/16=132；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.391；

　　
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到
=18104/(0.39×489)=94.633N/mm2；

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!

2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=17.310kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　k——计算长度附加系数，取1.155；

　　u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；

　　l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.200=2.079m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.890cm2；

　　W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3；

——由长细比，为2079/16=132；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.391；

　　MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.049kN.m；

　　
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到
=17310/(0.39×489)+49000/5080=100.047N/mm2；

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载标准值，wk=0.236kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=2.40×2.40=5.760m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No=5.000

经计算得到Nlw=1.905kN，连墙件轴向力计算值Nl=6.905kN

连墙件轴向力设计值Nf=
A[f]

其中
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=50.00/1.58的结果查表得到
=0.92；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=91.702kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=6.905kN小于扣件的抗滑力8.0kN，满足要求!

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。

本工程算例中，m=2500mm，l=2000mm，ml=500mm，m2=1550mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I=2370.00cm4，截面模量(抵抗矩)W=237.00cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=18.10kN

水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×35.50×0.0001×7.85×10=0.33kN/m

k=2.50/2.00=1.25

kl=0.50/2.00=0.25

k2=1.55/2.00=0.78

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=56.458kN

最大弯矩MA=38.158kN.m

抗弯计算强度f=38.158×106/(1.05×237000.0)=153.339N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=10.68+3.78=14.46kN

水平钢梁自重计算荷载q=35.50×0.0001×7.85×10=0.28kN/m

最大挠度Vmax=18.564mm

8、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用20a号工字钢,计算公式如下

经过计算得到强度
=38.16×106/(0.929×237000.00)=173.31N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算
<[f],满足要求!

9、锚固段与楼板连接的计算

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=18.745kN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[18745×4/(3.1416×50×2)]1/2=16mm

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=18.74kN；

d——楼板螺栓的直径，d=20mm；

[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；

h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于18744.75/(3.1416×20×1.5)=198.9mm。

3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式

其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=18.74kN；

d——楼板螺栓的直径，d=20mm；

b——楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；

fcc——混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2；

经过计算得到公式右边等于131.6kN

楼板混凝土局部承压计算满足要求!

2012.3—2012.11

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